CN104237465A - 空气污染物源解析采样系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供空气污染物源解析采样系统及方法，包括主机箱、颗料物切割补集装置、烟气预处理器、地面沉降颗物取样装置、三角支架、连接管，主机箱设置流量控制器，本发明为多种采样环境源解析提供同采模式，可提供采集固定排放源、空气中、又能采地面上的颗粒物样本的设备及采样方法，适用面非常广泛，采样效率高，为污染物成分、含量分析提供有力支撑。

Description

空气污染物源解析采样系统及方法

技术领域

本发明涉及空气采样及分析处理器械领域，具体地说，涉及一种空气污染物源解析采样系统。

背景技术

对空气污染物进行源解析采样,是环境检测的重要手段。目前针对环境空气、固定排放源都有独立的采样仪器，而地面沉降的采样设备没有。这种只针对一种污染然源采样的方式存在如下弊端：1：适用面窄，针对一个污染区若要既采集固定排放源、空气中、又采地面上的颗粒物样本，则需要的仪器种类多，这将大大增加用户工作量和设备投资；2：源解析所用的滤膜阻力一般非常大，常规的采样器负压能力太小，不能完全适用；3：在采集固定排放源、采地面上的颗粒物样本时，切割器不能工作于切割流速点上，使得样本粒径不是所期望的大小。

发明内容

为了解决传统空气污染物进行源解析采样普遍存在的缺陷，本发明提供一种空气污染物源解析采样系统及方法。

其技术方案是：空气污染物源解析采样系统，包括主机箱、颗料物切割补集装置、烟气预处理器、地面沉降颗物取样装置、三角支架、连接管，主机箱设置流量控制器，其中：

颗粒物切割捕集装置，包括切割头、滤膜夹、固定装置，所述固定装置包括切割补集架，所述切割补集架由上板、中板、下板、四条垂直滑轨固定拼接而成，所述四条滑轨的上、下端分别固定连接于上板、下板的四角处，中板与切割补集架一侧两条滑轨滑动连接；上板与中板之间设置滤膜夹支撑座，包括与上板固定连接的上支撑座和与下板固定连接的下支撑座；所述滤膜夹设置于滤膜夹支撑座内；切割头通过吊管与固定装置中的滤膜夹连通；滤膜夹支撑座上设置与滤膜夹连通的抽气嘴；所述切割补集架还设置有连接上板与中板的工具扣，工具扣下端与中板固定连接，上端与上板可拆卸连接；

烟气预处理器，包括烟气管路与烟气处理室，所述烟气管路包括一壳体，壳体前端设置进气嘴，壳体内设置有过滤筒、钛管，钛管外缠绕加热带；钛管连通过滤筒与烟气处理室；所述烟气处理室内设置制冷气室，制冷气室上方设置温度传导块与半导体制冷块；制冷气室侧壁与钛管连通；所述半导体制冷块上方设置散热装置；制冷气室后方设置出气嘴；

地面沉降颗粒物取样装置，包括机架，所述机架板两端分别与万向轮活动连接；机架中间设置一凹槽，所述凹槽内开设有取样孔，取样孔上方设置开放源抽气嘴，开放源抽气嘴上端设置机架板，将开放源抽气嘴固定于机架的凹槽内；机架板上固定设置有连接支架，连接支架另一端与伸缩杆固定连接；所述机架的凹槽两端还设置有毛簇，所述毛簇上端与机架固定连接，下端伸出机架之外。

作为改进，颗粒物切割捕集装置的切割头进气口处设置状态测试器，所述状态测试器设置压力、温度传感器。

作为改进，颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板设置有快速接头。

一种进行空气污染物源解析采样方法，包括以下步骤：

A：确定采样环境，包括：呼吸环境空气采样、污染源处空气采样、地面降尘空气采样；

B：如确定为对呼吸环境空气采样，按如下方法进行：

将三角架上方连接至颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板快速接头，调整三角脚架使切割头至所需采样高度；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；

C: 如确定为对污染源处空气采样，按如下方法进行：

将烟气预处理器的进气嘴与污染源排气管路连接；烟气预处理器的出气嘴连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整；

D: 如确定为对地面降尘空气采样，按如下方法进行：

将地面沉降颗粒物取样装置的开放源抽气嘴通过连接管连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；采样时，推动伸缩杆沿地面滑行，在整个取样装置滑动的过程中，毛簇把地面颗粒物扰动起来，颗粒物进开放源抽气嘴3中，并进入采样管路；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整。

本发明所提供的颗粒物切割捕集装置，具有以下优点：

第一：本专利提供的三种采样环境源解析同采模式，提供可采集固定排放源、空气中、又能采地面上的颗粒物样本的设备，适用面非常广泛，减轻了劳动强度；

第二：同时设备选用高负压的泵和设计专用的切割捕集架，使得滤膜的材质、大小都不限制，可以做质量浓度参数、成分分析参数的采样；

第三：通过状态测试器及测控系统实现了切割器可以实时地工作在设计的切割流速点上，不受采样方式的限制。

附图说明

图1为本发明对呼吸环境空气采样的装置连接结构示意图；

图2为本发明对污染源处空气采样的装置连接结构示意图；

图3为本发明对地面降尘空气采样的装置连接结构示意图。

【主要部件符号说明】

1，主机箱；101，温度传感器；102，流量控制器；2，颗粒物切割捕集装置；201，切割头；202，吊管；203，固定装置；204，快速接头；3，三角支架；4，状态测试器；5，烟气预处理器；501，出气嘴；6，地面沉降颗粒物取样装置；601，伸缩杆。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明空气污染物源解析采样系统及方法作进一步详细的说明。

空气污染物源解析采样系统，包括主机箱1、颗料物切割补集装置2、烟气预处理器5、地面沉降颗物取样装置6、三角支架3、连接管，主机箱设置流量控制器102与温度传感器101。

颗粒物切割捕集装置，包括切割头201、滤膜夹、固定装置203，切割头与固定装置203通过吊管202连接。固定装置包括切割补集架，所述切割补集架由上板、中板、下板、四条垂直滑轨固定拼接而成，所述四条滑轨的上、下端分别固定连接于上板、下板的四角处，中板与切割补集架一侧两条滑轨滑动连接；上板与中板之间设置滤膜夹支撑座，包括与上板固定连接的上支撑座和与下板固定连接的下支撑座；所述滤膜夹设置于滤膜夹支撑座内；切割头通过吊管与固定装置中的滤膜夹连通；滤膜夹支撑座上设置与滤膜夹连通的抽气嘴；所述切割补集架还设置有连接上板与中板的工具扣，工具扣下端与中板固定连接，上端与上板可拆卸连接；颗粒物切割捕集装置的切割头进气口处设置状态测试器，所述状态测试器设置压力、温度传感器。所述颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板设置有快速接头204。

烟气预处理器5，包括烟气管路与烟气处理室，所述烟气管路包括一壳体，壳体前端设置进气嘴，壳体内设置有过滤筒、钛管，钛管外缠绕加热带；钛管连通过滤筒与烟气处理室；所述烟气处理室内设置制冷气室，制冷气室上方设置温度传导块与半导体制冷块；制冷气室侧壁与钛管连通；所述半导体制冷块上方设置散热装置；制冷气室后方设置出气嘴501。

地面沉降颗粒物取样装置6，包括机架，所述机架板两端分别与万向轮活动连接；机架中间设置一凹槽，所述凹槽内开设有取样孔，取样孔上方设置开放源抽气嘴，开放源抽气嘴上端设置机架板，将开放源抽气嘴固定于机架的凹槽内；机架板上固定设置有连接支架，连接支架另一端与伸缩杆6固定连接；所述机架的凹槽两端还设置有毛簇，所述毛簇上端与机架固定连接，下端伸出机架之外。

实施例1：确定为对呼吸环境空气采样：

将三角架上方连接至颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板快速接头，调整三角脚架使切割头至所需采样高度；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；

含有颗粒物的采样空气经过切割头入口进入切割头中，切割器将不需要的颗粒切割下来，通过切割捕集架吊管进入到滤膜夹内，进一步被滤膜截取，当采集足够含颗粒的样本气体后，滤膜上就累集了足量的颗粒，此时可停止采样。

实施例2：为对污染源处空气采样：

将烟气预处理器的进气嘴与污染源排气管路连接；烟气预处理器的出气嘴连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整。

采样烟气先经过进气嘴中的过滤网初步过滤，然后再经过钛合金过滤筒进一步的精细过滤，过滤后的烟气再经过加热带加热的钛管进行加热后到达制冷气室，烟气在制冷气室中迅速降温，此过程中会将烟气中含有的气态水汽冷凝成液态的水，并在制冷气室壁上形成水滴，水滴会顺着冷凝气室流到储水瓶中，储水瓶中的水会随着蠕动泵排到仪器外。

含有颗粒物的采样空气经烟气预处理器除水、除尘后，经过状态测试器进入切割头中，切割器将不需要的颗粒切割下来，如被检测的颗粒物PM10或PM2.5等，通过切割捕集架吊管进入到滤膜夹内，进一步被滤膜截取，当采集足够含颗粒的样本气体后，滤膜上就累集了足量的颗粒，此时可停止采样，打开工具扣，在重力作用下，滤膜夹随滑动组件一起滑出，取出滤膜夹，到无风的地方取出滤膜保存，后面带到分析室去分析。

实施例3：为对地面降尘空气采样：

将地面沉降颗粒物取样装置的开放源抽气嘴通过连接管连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整。

采样时，推动伸缩杆沿地面滑行，在整个取样装置滑动的过程中，毛簇把地面颗粒物扰动起来，颗粒物进开放源抽气嘴中，并进入采样管路，采样空气经过状态测试器进入切割头中，切割器将不需要的颗粒切割下来，如被检测的颗粒物PM10或PM2.5等，通过切割捕集架吊管进入到滤膜夹内，进一步被滤膜截取，当采集足够含颗粒的样本气体后，滤膜上就累集了足量的颗粒，此时可停止采样，打开工具扣，在重力作用下，滤膜夹随滑动组件一起滑出，取出滤膜夹，到无风的地方取出滤膜保存，后面带到分析室去分析。

Claims (4)

1.空气污染物源解析采样系统，其特征在于：包括主机箱、颗料物切割补集装置、烟气预处理器、地面沉降颗物取样装置、三角支架、连接管，主机箱设置流量控制器，其中：

颗粒物切割捕集装置，包括切割头、滤膜夹、固定装置，所述固定装置包括切割补集架，所述切割补集架由上板、中板、下板、四条垂直滑轨固定拼接而成，所述四条滑轨的上、下端分别固定连接于上板、下板的四角处，中板与切割补集架一侧两条滑轨滑动连接；上板与中板之间设置滤膜夹支撑座，包括与上板固定连接的上支撑座和与下板固定连接的下支撑座；所述滤膜夹设置于滤膜夹支撑座内；切割头通过吊管与固定装置中的滤膜夹连通；滤膜夹支撑座上设置与滤膜夹连通的抽气嘴；所述切割补集架还设置有连接上板与中板的工具扣，工具扣下端与中板固定连接，上端与上板可拆卸连接；

烟气预处理器，包括烟气管路与烟气处理室，所述烟气管路包括一壳体，壳体前端设置进气嘴，壳体内设置有过滤筒、钛管，钛管外缠绕加热带；钛管连通过滤筒与烟气处理室；所述烟气处理室内设置制冷气室，制冷气室上方设置温度传导块与半导体制冷块；制冷气室侧壁与钛管连通；所述半导体制冷块上方设置散热装置；制冷气室后方设置出气嘴；

地面沉降颗粒物取样装置，包括机架，所述机架板两端分别与万向轮活动连接；机架中间设置一凹槽，所述凹槽内开设有取样孔，取样孔上方设置开放源抽气嘴，开放源抽气嘴上端设置机架板，将开放源抽气嘴固定于机架的凹槽内；机架板上固定设置有连接支架，连接支架另一端与伸缩杆固定连接；所述机架的凹槽两端还设置有毛簇，所述毛簇上端与机架固定连接，下端伸出机架之外。

2.根据权利要求1所述的空气污染物源解析采样系统，其特征在于：所述颗粒物切割捕集装置的切割头进气口处设置状态测试器，所述状态测试器设置压力、温度传感器。

3.根据权利要求1所述的空气污染物源解析采样系统，其特征在于：所述颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板设置有快速接头。

4.根据权利要求1或2或3的空气污染物源解析采样系统进行空气污染物源解析采样方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：确定采样环境，包括：呼吸环境空气采样、污染源处空气采样、地面降尘空气采样；

B：如确定为对呼吸环境空气采样，按如下方法进行：

将三角架上方连接至颗粒物切割捕集装置的切割补集架下板快速接头，调整三角脚架使切割头至所需采样高度；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；

C: 如确定为对污染源处空气采样，按如下方法进行：

将烟气预处理器的进气嘴与污染源排气管路连接；烟气预处理器的出气嘴连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整；

D: 如确定为对地面降尘空气采样，按如下方法进行：

将地面沉降颗粒物取样装置的开放源抽气嘴通过连接管连接颗粒物切割捕集装置切割头的进气口，并在进气口设置状态测试器，并将状态测试器的温度传感器与压力传感器分别通过信号线与主机箱连接；将颗粒物切割捕集装置的抽气嘴通过连接管连接至主机箱的流量控制器；从主机箱中设置采样温度、压力下的进气流量值，启动采样开关进行采样；采样时，推动伸缩杆沿地面滑行，在整个取样装置滑动的过程中，毛簇把地面颗粒物扰动起来，颗粒物进开放源抽气嘴3中，并进入采样管路；主机箱检测从污染源处采集的温度、压力信号，根据与设置值的偏差对进气流量进行调整。