一種試驗(yàn)用民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種試驗(yàn)用民用爐中燃煤燃燒所產(chǎn)生煙氣的顆粒物采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的大氣環(huán)境質(zhì)量正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。據(jù)中央氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)，自2011年10月以來(lái)，遼寧、河北、河南、山東、甘肅等多省市，都出現(xiàn)過(guò)能見(jiàn)度極差的霧霾天氣，90%的省會(huì)城市細(xì)顆粒物嚴(yán)重超標(biāo)。不僅影響了航班、高鐵、高速公路等公共交通的運(yùn)行，交通事故頻發(fā)，還導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)疾病頻發(fā)。氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，細(xì)顆粒物造成的霧霾天氣對(duì)人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。
[0003]細(xì)顆粒物污染對(duì)人體健康的影響是多方面的，主要影響呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)。細(xì)顆粒物可以穿透人體呼吸道的防御毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)入人體內(nèi)部，引發(fā)疾病。細(xì)顆粒物對(duì)心血管系統(tǒng)也可以產(chǎn)生毒性作用。它主要通過(guò)兩條途徑危害人體的心血管:一是通過(guò)引起炎癥反應(yīng)及繼發(fā)的高凝狀態(tài)，二是改變自主神經(jīng)功能。人體吸入細(xì)顆粒物后可能會(huì)引發(fā)機(jī)體的一系列急性應(yīng)激反應(yīng)，并改變循環(huán)系統(tǒng)功能，從而導(dǎo)致心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生。國(guó)外大量流行病學(xué)研究資料表明，可吸入顆粒物的濃度的上升與疾病的發(fā)病率、死亡率的關(guān)系很密切，其中尤其是和呼吸系統(tǒng)疾病和心臟病。
[0004]燃煤采暖爐經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，對(duì)于沒(méi)有集中供暖和不具備燃?xì)獠膳瘲l件的城鄉(xiāng)接合部和廣大的農(nóng)村地區(qū)，采暖費(fèi)用較低的燃煤采暖爐是理想的選擇，因此得以廣泛的應(yīng)用。但是該種采暖爐幾乎沒(méi)有采取任何的污染控制措施，燃煤產(chǎn)生的煙氣都是直接排放到大氣中，造成大氣污染。研究表明，燃煤取暖造成的空氣污染對(duì)兒童肺功能有明顯損傷作用。細(xì)顆粒物進(jìn)人肺部，并沉積于肺泡，而且粒子越小，越容易吸附一些對(duì)人類有害的重金屬、有機(jī)物、細(xì)菌和病毒，增加發(fā)病率和死亡率，危害呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，改變免疫功能，增加癌患，如肺癌等。
[0005]因此，如何采集民用爐污染源排放的顆粒污染物，對(duì)污染物排放進(jìn)行管理與控制，具有十分重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種對(duì)民用爐燃煤煙氣燃燒所產(chǎn)生煙氣中的顆粒物進(jìn)行采集的系統(tǒng)和方法，為民用爐燃煤煙氣污染防控提供參考依據(jù)。
[0007]—方面，本實(shí)用新型提供了一種試驗(yàn)用民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)，包括煙道、煙氣采集器、顆粒物采集沉降室、吹風(fēng)機(jī)以及空氣過(guò)濾器，煙道由第一煙道和第二煙道組成；試驗(yàn)用民用爐的排氣口通過(guò)第一煙道與第二煙道相連；吹風(fēng)機(jī)通過(guò)空氣過(guò)濾器在第一煙道與第二煙道的連接處，面向第二煙道的煙氣排放方向?qū)?；煙氣采集器的第一端與顆粒物采集沉降室相連，第二端以面向煙氣流動(dòng)方向的方式設(shè)置在第二煙道內(nèi)；顆粒物采集沉降室中設(shè)置有顆粒物采樣器，其中，試驗(yàn)用民用爐的爐壁設(shè)置有引燃室，引燃室內(nèi)設(shè)置有電加熱引燃裝置；所述電加熱引燃裝置包括:電源線及電熱絲；相鄰兩根所述電熱絲之間間隔有耐火絕緣陶瓷。
[0008]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的采樣系統(tǒng)，所述電熱絲沿所述試驗(yàn)用民用爐的爐壁以交叉網(wǎng)狀的形式分布。
[0009]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的采樣系統(tǒng)，所述電熱絲沿所述試驗(yàn)用民用爐的爐壁纏繞式分布。
[0010]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的采樣系統(tǒng)，所述第一煙道和第二煙道之間的夾角α為120-140。。
[0011]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的采樣系統(tǒng)，顆粒物采樣器包括依次連接的切割器、采樣栗以及排氣管路，所述排氣管路的末端伸出所述顆粒物沉降室。
[0012]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的采樣系統(tǒng)，所述切割器為ΡΜ2.5切割器和/或PM i。切割器。
[0013]—方面，本實(shí)用新型提供了另一種試驗(yàn)用民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)，包括煙道，煙氣采集器，煙氣稀釋器，顆粒物采集沉降室以及引風(fēng)機(jī)，煙道由第一煙道和第二煙道組成；第一煙道的第一端與民用爐的排氣口連接；第二煙道的第一端與第一煙道的第二端連接，第二端與引風(fēng)機(jī)連接；煙氣采集器的第一端與煙氣稀釋器連接，第二端以朝向第二煙道第一端的方向設(shè)置在第二煙道內(nèi)；煙氣稀釋器與顆粒物采集沉降室相連，以將稀釋后的煙氣送入顆粒物采集沉降室；顆粒物采集沉降室中設(shè)置有顆粒物采樣器，其中，試驗(yàn)用民用爐的爐壁設(shè)置有引燃室，引燃室內(nèi)設(shè)置有電加熱引燃裝置；電加熱引燃裝置包括:電源線及電熱絲；相鄰兩根電熱絲之間間隔有耐火絕緣陶瓷。
[0014]本實(shí)用新型所述采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能夠?qū)γ裼脿t燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行采集，并通過(guò)稀釋沉降，對(duì)煙氣中的顆粒物進(jìn)行采集和后續(xù)分析，為污染防治提供支撐。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型通過(guò)在試驗(yàn)用民用爐的爐壁設(shè)置引燃室，并在引燃室內(nèi)設(shè)置電加熱引燃裝置，為試驗(yàn)用民用爐的引燃提供了便利的技術(shù)支持。此外，由于本實(shí)用新型所述電加熱引燃裝置在引燃試驗(yàn)用民用爐時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的煙氣顆粒物，故產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)更為準(zhǔn)確，極大的減少了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0015]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中采樣系統(tǒng)的組成示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2中試驗(yàn)用民用爐局部剖視圖示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3中試驗(yàn)用民用爐局部剖視圖示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4中采樣系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]不失一般性，本實(shí)用新型提供了一種民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)，圖1示出了該采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，采樣系統(tǒng)包括:煙道，煙氣采集器200，顆粒物采集沉降室400、吹風(fēng)機(jī)600以及空氣過(guò)濾器300，煙道由第一煙道110和第二煙道120組成；試驗(yàn)用民用爐700的排氣口通過(guò)第一煙道110與第二煙道120相連，民用爐中燃煤燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)排氣口依次進(jìn)入第一煙道和第二煙道；吹風(fēng)機(jī)通過(guò)空氣過(guò)濾器在第一煙道與第二煙道的連接處，面向第二煙道的煙氣排放方向?qū)?；煙氣采集?00的第一端與顆粒物采集沉降室400相連，第二端以面向煙氣流動(dòng)方向的方式設(shè)置在第二煙道內(nèi)；顆粒物采集沉降室400中設(shè)置有顆粒物采樣器500，其中，試驗(yàn)用民用爐的爐壁設(shè)置有引燃室800，引燃室800內(nèi)設(shè)置有電加熱引燃裝置810 ;電加熱引燃裝置包括:電源線811及電熱絲812 ;相鄰兩根電熱絲之間間隔有耐火絕緣陶瓷。
[0023]本實(shí)用新型通過(guò)在試驗(yàn)用民用爐的爐壁設(shè)置引燃室，并在引燃室內(nèi)設(shè)置電加熱引燃裝置，為試驗(yàn)用民用爐的引燃提供了便利的技術(shù)支持。此外，由于本實(shí)用新型所述電加熱引燃裝置在引燃試驗(yàn)用民用爐時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的煙氣顆粒物，故產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)更為準(zhǔn)確，極大的減少了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差。
[0024]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中將第一煙道110與第二煙道120之間的夾角α設(shè)置為鈍角。優(yōu)選地，所述夾角α為120-140°。相較于現(xiàn)有的煙道組成中將第一煙道和第二煙道以90°直角進(jìn)行的設(shè)置，該鈍角角度的夾角使得煙氣在達(dá)到第一煙道的末端時(shí)，能夠平緩地進(jìn)入第二煙道，避免了煙氣中的顆粒物直接撞擊第二煙道的內(nèi)壁發(fā)生粉碎而影響顆粒物的采集效果?？梢岳斫獾氖?，除了圖1中所示的煙道結(jié)構(gòu)，還可以通過(guò)使用彎道將第一煙道和第二煙道進(jìn)行連接，同樣也可以使得煙氣能夠以平緩的方式進(jìn)入第二煙道，這些連接形式也應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]由于直接進(jìn)入煙道的煙氣的溫度和濃度均較高，煙氣中高濃度顆粒物會(huì)影響采樣器濾膜的捕集效果，因此需對(duì)其進(jìn)行稀釋并將其溫度降至環(huán)境溫度，以模擬煙氣排放到大氣中的稀釋和冷卻過(guò)程，提升后續(xù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，煙氣經(jīng)過(guò)稀釋作用后，其相對(duì)濕度也有所降低，可防止煙氣中水蒸汽在顆粒物采集器的濾膜上液化及濾膜表面物理性能變化，使顆粒物采集器保持良好性能。
[0026]為此，本實(shí)用新型采樣系統(tǒng)中通過(guò)設(shè)置吹風(fēng)機(jī)，通過(guò)向煙道內(nèi)吹入空氣實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的稀釋。為了避免稀釋空氣中的顆粒物對(duì)煙氣分析結(jié)果造成影響，還需對(duì)空氣進(jìn)行凈化。如圖1中所示，所述空氣過(guò)濾器300的第一端與所述吹風(fēng)機(jī)600連接，第二端與所述第二煙道120的第一端連接。吹風(fēng)機(jī)用于將環(huán)境空氣吸入后送入空氣過(guò)濾器中進(jìn)行凈化，可在空氣過(guò)濾器中設(shè)置諸如活性炭層、硅膠層等過(guò)濾介質(zhì)來(lái)去除環(huán)境空氣中的粗顆粒物、細(xì)顆粒物以及有機(jī)物，過(guò)濾后得到的潔凈空氣再被送入第二煙道，對(duì)煙氣進(jìn)行稀釋?？梢酝ㄟ^(guò)控制吹風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制用來(lái)稀釋煙氣的空氣進(jìn)氣量，也可以在吹風(fēng)機(jī)與空氣過(guò)濾器的連接管路或在空氣過(guò)濾器與第二煙道的連接管路中設(shè)置流量閥，通過(guò)該流量閥控制凈化后空氣出氣量，從而調(diào)節(jié)煙氣的稀釋倍數(shù)。
[0027]