一種鼓風(fēng)式民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)及采樣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種鼓風(fēng)式民用爐中燃煤燃燒所產(chǎn)生煙氣的顆粒 物采樣系統(tǒng)以及利用該系統(tǒng)的采樣方法。
【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)過能見度極差的 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。它主要通過兩條途徑危害人體的心血管：一是通過引起炎 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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明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，本發(fā)明提供了一種鼓風(fēng)式民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)，包括：煙道， 煙氣采集器，煙氣稀釋器以及顆粒物采集沉降室，所述煙道由第一煙道和第二煙道組成，所 述第一煙道的第一端與民用爐的排氣口連接；所述第二煙道的第一端與所述第一煙道的第 二端連接；所述煙氣采集器的第一端與所述煙氣稀釋器連接，第二端以朝向所述第二煙道 第一端的方向設(shè)置在所述第二煙道內(nèi)；所述煙氣稀釋器與所述顆粒物采集沉降室相連；所 述顆粒物采集沉降室中設(shè)置有顆粒物采樣器，其中，
[0008] 所述民用爐的進(jìn)氣口設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)；所述鼓風(fēng)機(jī)與所述民用爐的進(jìn)氣口的連接處 設(shè)置有統(tǒng)計(jì)所述鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的流量計(jì)。
[0009] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(tǒng)，所述流量計(jì)與所述鼓風(fēng)機(jī)之間還連接有變頻器。
[0010] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(tǒng)，所述鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口設(shè)置有濾塵網(wǎng)；所述鼓風(fēng)機(jī) 的出氣口設(shè)置有網(wǎng)格狀氣柵。
[0011] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(tǒng)，所述第一煙道和第二煙道之間的夾角α為 120-140。 。
[0012] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(tǒng)，所述煙氣稀釋器包括依次相連的進(jìn)氣口、稀釋部 分和排氣口，其中，
[0013] 所述進(jìn)氣口與所述煙氣采集器相連，所述排氣口與所述顆粒物采集沉降室相連；
[0014] 所述稀釋部分包括稀釋通道、空氣壓縮機(jī)和空氣過濾器，環(huán)境空氣經(jīng)所述空氣壓 縮機(jī)壓縮后進(jìn)入空氣過濾器過濾除去顆粒物，過濾后的潔凈空氣進(jìn)入稀釋通道對(duì)煙氣進(jìn)行 稀釋。
[0015] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(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。
[0016] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣系統(tǒng)，所述切割器為ΡΜ2.5切割器和/或PM i。切割器。
[0017] 另一方面，本發(fā)明提供了一種鼓風(fēng)式民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣方法，包括如下 步驟：
[0018] 將民用爐的進(jìn)氣口通過流量計(jì)與鼓風(fēng)機(jī)連接；
[0019] 將民用爐的排氣口與煙道連接，并開啟鼓風(fēng)機(jī)，將煙氣送入煙道；
[0020] 將煙氣采集器伸入煙道內(nèi)，使其一端的采樣噴嘴正對(duì)煙氣氣流方向，進(jìn)行煙氣采 集；
[0021] 將采集的煙氣送入煙氣稀釋器中進(jìn)行稀釋；
[0022] 將稀釋后的煙氣送入顆粒物采集沉降室中進(jìn)行采樣。
[0023] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣方法，所述煙氣在煙氣稀釋器中被稀釋20-200倍。
[0024] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的采樣方法，所述稀釋后的煙氣溫度為50°C以下。
[0025] 本發(fā)明所述采樣系統(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，含流量計(jì)的鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置有助于為民用爐提供穩(wěn)定持續(xù)的進(jìn)風(fēng)量，促進(jìn)爐內(nèi)燃料的 燃燒，還為煙氣的穩(wěn)定排放提供了有力的技術(shù)支持，在對(duì)比試驗(yàn)中更易于提供均一穩(wěn)定的 燃燒環(huán)境，使對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更具有可比性。
【附圖說明】
[0026] 通過閱讀下文優(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)本發(fā)明 的限制。在附圖中：
[0027] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)的組成示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)的組成示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中民用爐燃煤煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)的組成示意圖；
[0030] 圖4為散煤PM1。顆粒物中的離子排放因子；。
[0031] 圖5為型煤PM1。顆粒物中的離子排放因子；
[0032] 圖6為散煤PM2.5顆粒物中的離子排放因子；
[0033] 圖7為型煤PM2.5顆粒物中的離子排放因子；
[0034] 圖8為散煤PM1。顆粒物中的元素排放因子；。
[0035] 圖9為型煤PM1。顆粒物中的元素排放因子；
[0036] 圖10為散煤PM2.5顆粒物中的元素排放因子；
[0037] 圖11為型煤PM2.5顆粒物中的元素排放因子；
[0038] 圖12為東勝地區(qū)蜂窩煤顆粒物元素百分比；以及
[0039] 圖13為東勝地區(qū)散煤顆粒物元素百分比。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0041] 實(shí)施例1 :
[0042] 不失一般性，本發(fā)明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，所述采樣系統(tǒng)包括：煙道，煙氣采集器200,煙氣稀釋 器300以及顆粒物采集沉降室400,煙道由第一煙道110和第二煙道120組成，民用爐700 的排氣口與所述第一煙道110和第二煙道120依次串聯(lián)連接；所述煙氣采集器200的第 一端與所述煙氣稀釋器300連接，第二端以面向煙氣流動(dòng)方向的方式設(shè)置在所述第二煙道 120內(nèi)；所述煙氣稀釋器300與所述顆粒物采集沉降室400相連，以將稀釋后的煙氣送入顆 粒物采集沉降室；所述顆粒物采集沉降室400中設(shè)置有顆粒物采樣器500,其中，所述民用 爐的進(jìn)氣口設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)600 ;所述鼓風(fēng)機(jī)600與所述民用爐700的進(jìn)氣口的連接處設(shè)置 有統(tǒng)計(jì)所述鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的流量計(jì)610。鼓風(fēng)機(jī)開啟后，能夠?qū)⒖諝獬掷m(xù)穩(wěn)定的吹入民用 爐700的爐膛內(nèi)，促進(jìn)燃料燃燒的同時(shí)為煙氣的均一排放提供了穩(wěn)定的排放動(dòng)力。優(yōu)選的， 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?的是，除了圖1中所示的煙道結(jié)構(gòu)，還可以通過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，這些替代性的技術(shù)手段也應(yīng)落入本 發(fā)明的保護(hù)范圍