一種低濃度顆粒物采樣檢測裝置和該裝置的顆粒物采樣頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大氣\廢氣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低濃度顆粒物采樣檢測裝置和該裝置的顆粒物采樣頭。
【背景技術(shù)】
[0002]顆粒物或塵(Particulate Matter, Dust)，是指燃料和其他物質(zhì)在燃燒、合成、分解以及各種物質(zhì)在機(jī)械處理中所產(chǎn)生的懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒狀物質(zhì)。城市中的細(xì)顆粒物絕大來自燃燒和工業(yè)生產(chǎn)等人為污染。尤其是可吸入顆粒物特別是粒徑小于2.5μπι(ΡΜ2.5)以下的部分，可直接達(dá)到人類肺部進(jìn)入肺泡，并可能進(jìn)入血液通往全身，細(xì)顆粒物富集大量的有毒重金屬和有害有機(jī)物，并且粘附細(xì)菌和病毒，可吸入顆粒物1ym(PM10)和細(xì)顆粒物(PM2.5)都會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響。
[0003]煤炭燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、建筑施工和道路揚(yáng)塵和餐飲油煙排放是大氣中顆粒物的主要來源。為加強(qiáng)污染源的排放管理，世界各國都制定了污染源的顆粒物的最大允許排放濃度限值和相關(guān)的分析測試技術(shù)規(guī)范。固定污染源顆粒物監(jiān)測是我國節(jié)能減排重點(diǎn)控制的污染物指標(biāo)，例如火電廠執(zhí)行GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、鍋爐執(zhí)行GB13271-2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、工業(yè)爐窯執(zhí)行GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、水泥廠執(zhí)行GB4915-1996《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、餐飲企業(yè)執(zhí)行GB18483-2001《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》等污染源排放標(biāo)準(zhǔn)中都對顆粒物的最高允許排放濃度或排放速率作了明確的限值規(guī)定。
[0004]隨著環(huán)境管理日趨嚴(yán)格及環(huán)境污染治理技術(shù)不斷進(jìn)步，各類污染源的顆粒物防治水平和能力大幅度改進(jìn)，除塵設(shè)備的除塵效率逐漸提高，燃煤類污染源排氣管道內(nèi)顆粒物的排放質(zhì)量濃度可低于30毫克/立方米(mg/m3)，大多數(shù)30萬千瓦.小時(shí)(kW.h)機(jī)組以上的電廠采用了電袋復(fù)合除塵技術(shù)、脫銷和脫硫除塵技術(shù)，顆粒物排放質(zhì)量濃度已降低至約30mg/m3，有些甚至低于10mg/m3。目前國內(nèi)并沒有相關(guān)的低濃度顆粒物采樣與測試技術(shù)，導(dǎo)致部分新標(biāo)準(zhǔn)制定低濃度排放限值難以得到有效執(zhí)行，對我國大氣顆粒物污染防治產(chǎn)生了不良影響。
[0005]例如，中國專利CN204255701U公開一種顆粒物采樣濾筒夾裝置，如圖1所示，該裝置包括濾筒安裝管4，濾筒安裝管4內(nèi)安裝有濾筒5，濾筒安裝管4的一端通過連接座3與采樣彎頭2相連接，濾筒安裝管4的另一端為能夠與采樣槍相連接的喇叭口 6。該專利在采樣后直接對顆粒物采樣濾筒夾裝置整體進(jìn)行稱重，然后對比采樣前后的重量即可精準(zhǔn)地得到所采集的顆粒物重量，并進(jìn)而計(jì)算出顆粒物的濃度；該裝置整體采用鈦合金材料制成。減少現(xiàn)場采樣誤差，提高顆粒物采樣的精確率，且對于低濃度及超低超低濃度顆粒物采集效果更好。但是，該顆粒物采樣濾筒夾裝置存在如下缺點(diǎn):
[0006]I)為保證測試準(zhǔn)確性，整體采用鈦合金材料制成，制造成本高，難度大；
[0007]2)采樣嘴和采樣彎管在每次測量均需清洗操作，清洗操作復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；
[0008]3)復(fù)雜煙氣條件下，無法避免顆粒物或其他污染在外表面的吸附、腐蝕，測試過程中仍需要對外表面進(jìn)行清洗；
[0009]4)現(xiàn)場測試需仔細(xì)清洗濾筒前樣氣彎管的內(nèi)表明并收集洗滌水，到實(shí)驗(yàn)室后轉(zhuǎn)移入專用稱量瓶，干燥后稱量洗滌水中的顆粒物的質(zhì)量，并將其計(jì)入顆粒物濃度。實(shí)驗(yàn)室操作復(fù)雜且耗費(fèi)大量的人力、能源。
[0010]因此，有必要設(shè)計(jì)一種顆粒物采樣檢測裝置，解決顆粒物質(zhì)量濃度檢測中采樣操作復(fù)雜、準(zhǔn)確性低、檢出限較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的多個(gè)方面在于提供一種低濃度顆粒物采樣檢測裝置和該裝置的顆粒物采樣頭，解決顆粒物質(zhì)量濃度檢測中采樣操作復(fù)雜、準(zhǔn)確性低、檢出限較高的問題。
[0012]本發(fā)明的一方面提供一種顆粒物采樣頭，所述顆粒物采樣頭分為上下兩部分，上半部分為雙層采樣頭，下半部分包括不銹鋼膜托和采樣槍接頭；所述雙層采樣頭的內(nèi)層為一體式內(nèi)套采樣濾芯，所述一體式內(nèi)套采樣濾芯主要包括采樣管、錐型殼、濾膜和護(hù)網(wǎng)，所述雙層采樣頭的外層為采樣頭護(hù)套和采樣嘴；所述一體式內(nèi)套采樣濾芯置于所述采樣頭護(hù)套內(nèi)，所述一體式內(nèi)套采樣濾芯通過采樣管與最前端的采樣嘴相連，所述一體式內(nèi)套采樣濾芯后端為一倒立的所述錐型殼，所述濾膜和護(hù)網(wǎng)位于所述錐型殼的開口位置，利用絲扣將一體式內(nèi)套采樣濾芯與所述采樣頭護(hù)套密封連接，所述顆粒物采樣頭的上、下半部分利用O型絲扣壓蓋將所述濾膜、護(hù)網(wǎng)一起壓在所述不銹鋼膜托上，實(shí)現(xiàn)密封連接，最后將整個(gè)所述顆粒物采樣頭與所述采樣槍接頭連接。
[0013]較佳地，所述顆粒物采樣頭的外徑小于等于70毫米(mm)。
[0014]較佳地，所述濾膜直徑范圍為Φ60毫米(mm)至Φ25毫米(mm)。
[0015]較佳地，所述采樣頭護(hù)套由不銹鋼材料或聚四氟乙烯制成。
[0016]較佳地，所述一體式內(nèi)套采樣濾芯的濾芯主體材質(zhì)為輕質(zhì)超薄材料制成，包括聚四氟乙烯等耐熱塑料或鋁合金。
[0017]較佳地，連接所述采樣嘴的采樣管在一體式內(nèi)套采樣濾芯的所述錐形殼內(nèi)延長5mm以上。
[0018]本發(fā)明的另一方面還提供一種低濃度顆粒物采樣檢測裝置，包括快接密封接頭、采樣槍、控制主機(jī)、溫度傳感器、皮托管流速儀、溫度計(jì)和如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)的所述顆粒物采樣頭，所述顆粒物采樣頭通過所述快接密封接頭安裝于所述采樣槍的最前端的一側(cè)，所述溫度傳感器和所述皮托管流速儀位于所述采樣槍的最前端的另一側(cè)，通過所述采樣槍將所述顆粒物采樣頭、所述溫度傳感器和所述皮托管測壓口組裝位置較近且干擾較小并一起放置于所述煙囪或煙道內(nèi)；所述溫度傳感器和所述皮托管流速儀分別用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述煙囪或煙道內(nèi)溫度和廢氣流速。
[0019]較佳地，所述顆粒物采樣頭、所述溫度傳感器和所述皮托管流速儀放置于所述煙囪或煙道內(nèi)時(shí)，所述顆粒物采樣頭正對氣流，以便氣流中的顆粒物吸附在所述顆粒物采樣頭的一體化內(nèi)套采樣濾芯的內(nèi)表面或?yàn)V膜上。
[0020]本發(fā)明所提供的低濃度顆粒物采樣檢測裝置，是一種雙層嵌套濾膜采樣裝置，內(nèi)層為一體式內(nèi)套采樣濾芯，具有輕量化、易使用的特點(diǎn)；外層為一個(gè)采樣頭護(hù)套，使采樣裝置適用于高溫、高濕、高流速的惡劣環(huán)境條件，本發(fā)明簡化了污染源顆粒物質(zhì)量濃度現(xiàn)場檢測的操作過程，無需使用高純化學(xué)試劑清洗的采樣裝置內(nèi)、外表面，減少了顆粒物采樣測試誤差來源，提高了的準(zhǔn)確性和精密度，降低了檢出限，解決了低濃度顆粒物濃度難以準(zhǔn)確測試的問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有適用范圍廣、免清洗、測試準(zhǔn)確、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種顆粒物采樣濾筒夾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的一種低濃度顆粒物采樣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的一種顆粒物采樣頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]如圖2所示，為本發(fā)明一實(shí)施例公開的一種顆粒物采樣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的顆粒物采樣檢測裝置是一種新的固定源排氣中顆粒物測試用采樣裝置，該顆粒物采樣檢測裝置包括雙層嵌套采樣頭21、快接密封接頭22、采樣槍23、控制主機(jī)26、溫度傳感器27、皮托管流速儀28和溫度計(jì)20。
[0027]其中，所述雙層嵌套采樣頭21通過所述快接密封接頭22安裝于所述采樣槍23的最前端的一側(cè)，所述溫度傳感器27和所述皮托管流速儀28緊靠一起或分開且位于所述采樣槍23的最前端的另一側(cè)，通過所述采樣槍23將所述雙層嵌套采樣頭21、所述溫度傳感器27和所述皮托管流速儀28測壓口組裝位置較近且干擾較小并一起放置于所述煙囪或煙道29內(nèi)。所述采樣槍23中間為中空的采樣孔24，所述采樣孔24還連通采樣管25，所述采樣管25通過所述采樣孔24連通煙囪或煙道29內(nèi)部。所述溫度傳感器27與一溫度計(jì)20相連，所述溫度計(jì)20位于所述采樣槍23露于所述煙囪或煙道29外面的部分。
[0028]本實(shí)施例中的所述溫度傳感器27和所述皮托管流速儀28分別實(shí)時(shí)監(jiān)測所述煙囪或煙道29內(nèi)溫度和廢氣流速，所述控制主機(jī)26利用真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，在所述采樣管25部位，利用流量計(jì)測量氣體流量，利用電磁閥控制氣體流量實(shí)現(xiàn)等速采樣。
[0029]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，還公開一種顆粒物采樣頭，所述顆粒物采樣頭為一種雙層嵌套采樣頭21，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體如圖3所示，所述雙層嵌套采樣頭21包括:雙層采樣頭、不銹鋼膜托38和采樣槍接頭39。
[0030]所述雙層嵌套采樣頭21分為上下兩部分，上半部分為所述雙層采樣頭，下半部分包括所述不銹鋼膜托38和所述采樣槍接頭39，所述雙層采樣頭的內(nèi)層為一體式內(nèi)套采樣濾芯33，主要包括采樣管25、錐型殼34、濾膜36和護(hù)網(wǎng)37。所述雙層嵌套采樣頭21的外徑小于等于70毫米(mm)，所述濾膜36直徑范圍為Φ