CN109870392B - 一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，包括：天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置、电凝并除尘装置、末端除尘装置、引风机，其中，天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置通过电凝并除尘装置与末端除尘装置的前端连接，末端除尘装置的尾端设置有用以为系统提供负压的引风机；所述的天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置由氡气制备缓释器、气溶胶发生器、一级混合管、二级混合管、三级混合管构成。通过本系统可研究气溶胶颗粒在高压电场中的荷电、凝并、收集机理，分析不同气溶胶特性、电气参数以及环境温湿度等对气溶胶颗粒在电场中凝聚效果的影响，可有效检验各种条件下的电凝并方法对天然放射性气溶胶的消除效果。
Description
技术领域
本发明涉及气溶胶的试验技术，具体是一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统。
背景技术
放射性气溶胶是放射性固体或液体微粒悬浮在空气或者气体介质中形成的分散体系，对人体具有一定程度的危害，而地下工程中存在较高浓度的氡气及其子体，高氡环境中所形成的这种天然放射性气溶胶更易使人体遭受内照射的危害。目前，这种天然放射性气溶胶的收集及消除技术仍处于发展阶段，其中，采用高压静电凝并消除天然放射性技术是最为先进的一种，是我们当前需要研究的方向。在实际研究过程中，实验是不可或缺的一部分，为有效检测高压静电凝并方法对天然放射性气溶胶的消除效果，建立氡气及其子体制备与电凝并消除实验系统是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提出一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，从氡气及其子体的制备，到模拟气溶胶的运动、扩散，通过研究气溶胶颗粒在高压电场中的荷电、凝并、收集机理，可分析不同气溶胶特性、电气参数以及环境温湿度等对气溶胶颗粒在电场中凝聚效果的影响，可有效检验电凝并方法对天然放射性气溶胶的消除效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，包括：天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置、电凝并除尘装置、末端除尘装置、引风机，其中，天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置通过电凝并除尘装置与末端除尘装置的前端连接，末端除尘装置的尾端设置有用以为系统提供负压的引风机；所述的天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置由氡气制备缓释器、气溶胶发生器、一级混合管、二级混合管、三级混合管构成，氡气制备缓释器、气溶胶发生器分别与一级混合管连通，一级混合管通过二级混合管与三级混合管连通，三级混合管的另一端通过法兰与电凝并除尘装置连通，所述的氡气制备缓释器包括氡气富集箱、氡源、U型通风管、直风管、干燥管、缓释箱、轴流风机组成，氡源、U型通风管均设置在氡气富集箱内，U型通风管的两端分别与氡气富集箱内的空气连通，U型通风管的U型底部与直风管连通，直风管与干燥管连通，干燥管与缓释箱连通，缓释箱通过设置有轴流风机的风管与一级混合管连通；所述的一级混合管通过风量控制阀与气溶胶发生器连接，一级混合管设置有密封的观察孔、用以连通外部采样装置的采样孔；所述的二级混合管两端分别通过法兰与一级混合管、三级混合管连通，二级混合管为直管，其中部内径小于两端的内径；所述的三级混合管设置有用以连通外部粒子浓度检测仪的风压风速检测孔、浓度检测孔。
所述的电凝并除尘装置为双极芒刺高压电凝并除尘器，包括壳体、接地极板、高压极板、芒刺电晕线杆、电源，所述壳体整体为内部中空的长方体结构，其两端分别设置有漏斗型的出、入口，所述壳体入口与三级混合管连通，壳体出口与末端除尘装置连通，壳体内设置有相互平行的两个接地极板，接地极板之间设置有平行的、且与两侧接地极板等距两个高压极板，每个高压极板均与电源相连接，每个接地极板均接地，每个接地极板、高压极板上均设置有等距的芒刺电晕线杆，每个电晕线杆上均间隔设置有芒刺；所述的双极芒刺电凝并除尘器其电源为负极性高压直流电源，电凝并除尘器的接地极板的长为1.2～1.6m，接地极板的宽度为0.3～0.45m，芒刺电极的线杆数量为6～8个，线杆长度为500～600mm，线杆直径为8～10mm，每个线杆上的芒刺长度为30～40mm，芒刺尖锥角为50～60℃，相邻两个芒刺的间距为50～60mm。
所述的末端除尘装置包括管A、管B和过滤器，管A的一端通过法兰与双极芒刺电凝并除尘器的壳体出口连通，管A另一端通过法兰与过滤器连接，过滤器的另一端连接有管B，管B的末端通过引风管与引风机连接；所述的管A、管B分别设置有密封的观察孔和用以连接外部粒子浓度检测仪的检测孔；所述的过滤器为HEPA高效过滤网。
所述的一级混合管、二级混合管、三级混合管的长度均为800㎜，内径均大于123㎜，小于200毫米。
所述的氡气制备缓释器其直风管与干燥管之间设置有用以检测空气流量的流量计。
所述的氡气制备缓释器其缓释箱内设置有用以测量氡气浓度的氡气检测仪。
本发明的原理是：利用镭源作为氡气来源，在氡气富集箱内放入一定的镭源，镭源在自然衰变条件下不断释放氡气，利用氡气检测仪测量氡气浓度的变化；当氡气浓度达到预设值时，启动轴流风机，使氡气源源不断进入气溶胶发生主管路系统，可通过干燥管调节氡气湿度；气溶胶发生器在压缩机的作用下，发出所需浓度的颗粒物样品，通过调整风量控制阀风速和压力可以控制系统进气量，可以模拟不同风速条件下气溶胶粒子颗粒与氡气结合及扩散规律，模拟粒子与氡气及空气混合后，通过样品混合段，达到气流与粒子混合均匀的目的；混合气体进入高压电凝并除尘装置，在高压电晕作用下，粒子带电，实现凝并团聚的效果，气流通过电凝并装置后，会出现粒子逃逸的现象，通过末端高效过滤除尘装置对剩余粒子进行处理，最终实现氡气净化的目的；粒子浓度检测仪可以实时监测管道系统不同流段风道中的颗粒物浓度，系统管道的压力、风速、湿度、温度等相关参数也可以通过检测仪读取；系统处理之后即是洁净的空气，最后通过引风机再将洁净气体排空到大气中。
本发明的有益效果是：本发明结合国内外现有气溶胶理论基础，通过本系统可研究气溶胶颗粒在高压电场中的荷电、凝并、收集机理，分析不同气溶胶特性、电气参数以及环境温湿度等对气溶胶颗粒在电场中凝聚效果的影响，可有效检验各种条件下的电凝并方法对天然放射性气溶胶的消除效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的双极芒刺高压电凝并除尘器示意图。
图3为电晕线杆的示意图。
图中，1、气溶胶发生器，2、风量控制阀，3、一级混合管，4、二级混合管，5、三级混合管，6、法兰，7、风压风速检测孔，8、浓度检测孔，9、双极芒刺高压电凝并除尘器，10、管A，11、过滤器，12、管B，13、引风机，14、氡源，15、氡气富集箱，16、U型通风管，17、流量计，18、干燥管，19、氡气检测仪，20、缓释箱，21、轴流风机，22、直风管，101、观察孔，102、检测孔，301、观察孔，302、采样孔。
901、壳体，902、接地极板，903、高压极板，904、芒刺电晕线杆，905、电源，906、芒刺。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，包括：天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置、电凝并除尘装置、末端除尘装置、引风机13，其中，天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置通过电凝并除尘装置与末端除尘装置的前端连接，末端除尘装置的尾端设置有用以为系统提供负压的引风机13；所述的天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置由氡气制备缓释器、气溶胶发生器1、一级混合管3、二级混合管4、三级混合管5构成，氡气制备缓释器、气溶胶发生器1分别与一级混合管3连通，一级混合管3通过二级混合管4与三级混合管5连通，三级混合管5的另一端通过法兰6与电凝并除尘装置9连通，所述的氡气制备缓释器包括氡气富集箱15、氡源14、U型通风管16、直风管22、干燥管18、缓释箱20、轴流风机21组成，氡源14、U型通风管16均设置在氡气富集箱15内，U型通风管16的两端分别与氡气富集箱15内的空气连通，U型通风管16的U型底部与直风管22连通，直风管22与干燥管18连通，干燥管18与缓释箱20连通，缓释箱20通过设置有轴流风机21的风管与一级混合管3连通；所述的一级混合管3通过风量控制阀2与气溶胶发生器1连接，一级混合管3设置有密封的观察孔301、用以连通外部采样装置的采样孔302；所述的二级混合管4两端分别通过法兰与一级混合管3、三级混合管5连通，二级混合管4为直管，其中部内径小于两端的内径，其作用是使气溶胶在此段混合均匀；所述的三级混合管5设置有用以连通外部粒子浓度检测仪的风压风速检测孔7、浓度检测孔8。
所述的电凝并除尘装置为双极芒刺高压电凝并除尘器9，包括壳体901、接地极板902、高压极板903、芒刺电晕线杆904、电源905，所述壳体901整体为内部中空的长方体结构，其两端分别设置有漏斗型的出、入口，所述壳体901入口与三级混合管5连通，壳体901出口与末端除尘装置连通，壳体901内设置有相互平行的两个接地极板902，接地极板902之间设置有平行的、且与两侧接地极板901等距两个高压极板903，每个高压极板903均与电源905相连接，每个接地极板902均接地，每个接地极板902、高压极板903上均设置有等距的芒刺电晕线杆904，每个电晕线杆904上均间隔设置有芒刺906；所述的双极芒刺电凝并除尘器其电源905为负极性高压直流电源，电凝并除尘器的接地极板902的长为1.2～1.6m，接地极板902的宽度为0.3～0.45m，芒刺电晕线杆904的数量为6～8个，线杆904度为500～600mm，线杆904直径为8～10mm，每个线杆904上的芒刺906长度为30～40mm，芒刺906尖锥角为50～60℃，相邻两个芒刺906的间距为50～60mm。
所述的末端除尘装置包括管A10、管B12和过滤器11，管A10的一端通过法兰与双极芒刺电凝并除尘器9的壳体901出口连通，管A10另一端通过法兰与过滤器11连接，过滤器11的另一端连接有管B12，管B12的末端通过引风管与引风机13连接；所述的管A10、管B12分别设置有密封的观察孔101和用以连接外部粒子浓度检测仪的检测孔102；所述的过滤器11为HEPA高效过滤网。
所述的一级混合管3、二级混合管4、三级混合管5的长度均为800㎜，内径均大于123㎜，小于200㎜。
所述的氡气制备缓释器其直风管22与干燥管18之间设置有用以检测空气流量的流量计17。
所述的氡气制备缓释器其缓释箱20内设置有用以测量氡气浓度的氡气检测仪19。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (5)
1.一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，其特征是：包括：天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置、电凝并除尘装置、末端除尘装置、引风机，其中，天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置通过电凝并除尘装置与末端除尘装置的前端连接，末端除尘装置的尾端设置有用以为系统提供负压的引风机；所述的天然放射性气溶胶制备及模拟发生装置由氡气制备缓释器、气溶胶发生器、一级混合管、二级混合管、三级混合管构成，氡气制备缓释器、气溶胶发生器分别与一级混合管连通，一级混合管通过二级混合管与三级混合管连通，三级混合管的另一端通过法兰与电凝并除尘装置连通，所述的氡气制备缓释器包括氡气富集箱、氡源、U型通风管、直风管、干燥管、缓释箱、轴流风机组成，氡源、U型通风管均设置在氡气富集箱内，U型通风管的两端分别与氡气富集箱内的空气连通，U型通风管的U型底部与直风管连通，直风管与干燥管连通，干燥管与缓释箱连通，缓释箱通过设置有轴流风机的风管与一级混合管连通；所述的一级混合管通过风量控制阀与气溶胶发生器连接，一级混合管设置有密封的观察孔、用以连通外部采样装置的采样孔；所述的二级混合管两端分别通过法兰与一级混合管、三级混合管连通，二级混合管为直管，其中部内径小于两端的内径；所述的三级混合管设置有用以连通外部粒子浓度检测仪的风压风速检测孔、浓度检测孔；
所述的电凝并除尘装置为双极芒刺高压电凝并除尘器，包括壳体、接地极板、高压极板、芒刺电晕线杆、电源，所述壳体整体为内部中空的长方体结构，其两端分别设置有漏斗型的出、入口，所述壳体入口与三级混合管连通，壳体出口与末端除尘装置连通，壳体内设置有相互平行的两个接地极板，接地极板之间设置有平行的、且与两侧接地极板等距两个高压极板，每个高压极板均与电源相连接，每个接地极板均接地，每个接地极板、高压极板上均设置有等距的芒刺电晕线杆，每个电晕线杆上均间隔设置有芒刺；
所述的末端除尘装置包括管A、管B和过滤器，管A的一端通过法兰与双极芒刺电凝并除尘器的壳体出口连通，管A另一端通过法兰与过滤器连接，过滤器的另一端连接有管B，管B的末端通过引风管与引风机连接；所述的管A、管B分别设置有密封的观察孔和用以连接外部粒子浓度检测仪的检测孔；所述的过滤器为HEPA高效过滤网。
2.根据权利要求1所述的一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，其特征是：所述的双极芒刺电凝并除尘器其电源为负极性高压直流电源，电凝并除尘器的接地极板的长为1.2～1.6m，接地极板的宽度为0.3～0.45m，芒刺电极的线杆数量为6～8个，线杆长度为500～600mm，线杆直径为8～10mm，每个线杆上的芒刺长度为30～40mm，芒刺尖锥角为50～60℃，相邻两个芒刺的间距为50～60mm。
3.根据权利要求1所述的一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，其特征是：所述的一级混合管、二级混合管、三级混合管的长度均为800㎜，内径均大于123㎜，小于200毫米。
4.根据权利要求1所述的一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，其特征是：所述的氡气制备缓释器其直风管与干燥管之间设置有用以检测空气流量的流量计。
5.根据权利要求1所述的一种天然放射性气溶胶电凝并消除实验系统，其特征是：所述的氡气制备缓释器其缓释箱内设置有用以测量氡气浓度的氡气检测仪。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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