CN104764636A - 一种基于气体饱和溶液法制备pm2.5气溶胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，包括如下步骤：将足量的物料装填入高压混合釜，然后将系统抽真空；开启温控系统，设定温度至物料的熔点以上以确保目标物料全部熔融为液态；二氧化碳气体由气瓶排出通过净化釜净化、制冷及泵送装置预冷液化与加压、预热器加热达到超临界状态进入高压混合釜，达到所需温度和压力后，保温保压一定时间形成饱和溶液；饱和溶液经喷嘴高速射出，在气溶胶发生釜生成PM2.5气溶胶。本方法可快速可控地制备粒径分布范围窄、形态均一的PM2.5气溶胶。
Description
技术领域
本发明涉及一种PM2.5气溶胶制备方法，特别是一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法。
背景技术
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物。PM2.5粒径小，富含大量有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量危害较大。研制一套PM2.5监测仪计量校准装置对于准确测量大气环境中PM2.5的浓度具有重要意义。PM2.5监测仪计量校准装置主要包括：气溶胶发生器、PM2.5切割器、粒径分析仪，其中制备粒径分布均匀、形态均一的气溶胶最为关键。
现有的气溶胶制备方法主要有：雾化法、凝集法、流化床法。雾化法制备的气溶胶中固体颗粒弥散性不好，颗粒度大，对于不能溶于或者分散于液体中的粉体颗粒不适合；凝集法仅适用于容易发生物理化学反应的物质；流化床法制备颗粒大小不好控制，粒径分布不均匀。
发明内容
为解决上述方法存在的问题，本发明提供了一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，该方法可快速可控地制备颗粒径分布范围窄、形态均一的PM2.5气溶胶。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：将足量的物料装填入高压混合釜5，然后将系统抽真空；开启温控系统9，设定温度至物料的熔点以上以确保目标物料全部熔融为液态；二氧化碳气体由气瓶1排出通过净化釜2净化、制冷及泵送装置3预冷液化与加压、预热器4加热达到超临界状态进入高压混合釜5，达到所需温度和压力后，保温保压一定时间形成饱和溶液；饱和溶液经喷嘴6高速射出，在气溶胶发生釜7生成PM2.5气溶胶。
所述物料为聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、酚醛树脂、聚乙烯醇中的一种。
所述高压混合釜5压力为7～100MPa、温度为30～500℃，二氧化碳流量为1～1000L/h，优选高压混合釜5压力为30～40MPa、温度为150～250℃，二氧化碳流量为20～50L/h。
所述气溶胶发生釜7压力为0.1～0.3MPa。
由于采用了所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明采用气体饱和溶液法，易于实施，可以通过控制操作温度、压力等条件控制所制备气溶胶颗粒粒径的大小，操作方便。
附图说明
图1是本发明一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法示意图；(1-气瓶，2-净化釜，3-制冷及泵送装置，4-预热器，5-高压混合釜，6-喷嘴，7-气溶胶发生釜，8-出口，9-温控系统)
具体实施方式
一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，包括以下步骤：
步骤一、加料
将足量的物料装填入高压混合釜5，然后将系统抽真空；
步骤二、控温
开启温控系统9，设定温度至150～250℃，使目标物料全部熔融为液态；
步骤三、形成饱和溶液
二氧化碳气体由气瓶1排出通过净化釜2净化、制冷及泵送装置3预冷至-5～0℃并加压至30～40MPa、预热器4加热至40℃达到超临界状态进入高压混合釜5，达到所需温度和压力后，保温保压一定时间形成饱和溶液；
步骤四、生成PM2.5气溶胶
饱和溶液经喷嘴6高速射出，在气溶胶发生釜7生成PM2.5气溶胶经出口8排出。
所述物料为聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、酚醛树脂、聚乙烯醇中的一种。所述高压混合釜5压力为7～100MPa、温度为30～500℃，二氧化碳流量为1～1000L/h，优选高压混合釜5压力为30～40MPa、温度为150～250℃，二氧化碳流量为20～50L/h。所述气溶胶发生釜7压力为0.1～0.3MPa。
Claims (4)
1.一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将足量的物料装填入高压混合釜(5)，然后将系统抽真空；开启温控系统(9)，设定温度至物料的熔点以上以确保目标物料全部熔融为液态；二氧化碳气体由气瓶(1)排出通过净化釜(2)净化、制冷及泵送装置(3)预冷液化与加压、预热器(4)加热达到超临界状态进入高压混合釜(5)，达到所需温度和压力后，保温保压一定时间形成饱和溶液；饱和溶液经喷嘴(6)高速射出，在气溶胶发生釜(7)生成PM2.5气溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，其特征在于：所述物料为聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、酚醛树脂、聚乙烯醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，其特征在于，所述高压混合釜(5)压力为7～100MPa、温度为30～500℃，二氧化碳流量为1～1000L/h，优选高压混合釜(5)压力为30～40MPa、温度为150～250℃，二氧化碳流量为20～50L/h。
4.根据权利要求1所述的一种基于气体饱和溶液法制备PM2.5气溶胶的方法，其特征在于，所述气溶胶发生釜(7)压力为0.1～0.3MPa。
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