本实用新型属于环境技术领域，具体涉及一种包含可凝结颗粒物气体的发生装置，可产生包含稳定浓度的可凝结颗粒物的气体。
背景技术：
近年来，频频爆发的雾霾事件，使固定源排放颗粒物相关的研究越来越受到重视。加强对固定源排放颗粒物特性的认识，对于控制固定源颗粒物排放具有重要意义。按照在烟道中的存在形态，固定源排放的一次颗粒物包括可过滤颗粒物和可凝结颗粒物。其中，可过滤颗粒物在烟道烟气中以固态或者液态形式存在，可被滤膜等介质拦截下来；可凝结颗粒物在烟道内是以气态形态存在，能够穿透滤膜等介质，因而不能被捕集滤膜下来。对于可过滤颗粒物测试，当前我国有相应的国家标准；而对于可凝结颗粒物，暂无国家标准出台。国内外相关研究表明，可凝结颗粒物占固定源排放排放总颗粒物的主要部分，其对大气环境可吸入颗粒物的贡献十分可观。因此，控制可凝结颗粒物，对于减少固定源颗粒物总排放量具有重要的作用。
可凝结颗粒物组成复杂，包含无机组分和有机组分两部分。其中无机组分以硫酸盐等无机盐类为主，有机组分包括多种大分子复杂有机化合物、多环芳烃等。除组分复杂外，温度、湿度等因素显著影响可凝结颗粒物的存在形态。对于实际排放可凝结颗粒物的固定源，其烟气中可凝结颗粒物的组成特性及时空分布不均，为深入研究可凝结颗粒物的控制机理造成困难。故建立一个稳定的可凝结颗粒物发生装置，是实现深入可凝结颗粒物控制机理的关键。
包含可凝结颗粒物气体的发生装置，是一种能够稳定发生包含可凝结颗粒物气体的装置，其目的是为研究可凝结颗粒物的控制技术提供支持，它是建立可凝结颗粒物控制系统的关键环节。对于一个稳定的可凝结颗粒物发生装置，应做到提供的可凝结颗粒物可治可控，可长期运行，并可维持在恒定的技术水平。但目前为止，国内外尚无相关装置公开，亦无与本实用新型类似内容报道。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种包含可凝结颗粒物气体的发生装置。该装置能够对产生的可凝结颗粒物的浓度、化学组成等特性进行定量控制。
为解决其技术问题，本实用新型所采用的解决方案是：
提供一种包含可凝结颗粒物气体的发生装置，包括载气气源；所述载气气源包括第一气源、第二气源和第三气源；其中，第一气源连接至加料气体流量计和加湿气体流量计，第二气源连接至主载气流量计，第三气源连接至第三气体流量计；
该装置还包括具有温控器件的温控加热炉，在其内腔中设有通过管路首尾依次相连的气体混合室、加湿室和加料室；所述主载气流量计和第三气体流量计分别接至气体混合室的入口；加湿微量注射泵和加湿气体流量计分别接至加湿同心雾化器，加湿同心雾化器的出口连接至加湿室的入口；加料气体流量计与加料微量注射泵分别接至加料同心雾化器，加料同心雾化器的出口连接至加料室的入口；加料室末端设气流出口。
本实用新型中，所述气体混合室、加湿室和加料室均为石英玻璃材质的中空管状容器，其两端设有带孔的塞子；用于连接气体混合室、加湿室和加料室的管路均为石英玻璃材质的管路。
本实用新型中，所述载气气源是盛装气体的钢瓶。
利用本实用新型所述装置发生包含可凝结颗粒物气体的方法，包括下述步骤：
(1)以填充了载气的钢瓶分别作为第一气源和第二气源，以填充了特殊气体的钢瓶作为第三气源；所述载气是指按设定体积比配制的氧气、氮气和二氧化碳的混合气；所述特殊气体是指按设定体积比配制的二氧化硫和氮氧化物的混合气；
(2)将第二气源中的载气和第三气源中的特殊气体按设定体积比引入气体混合室并充分混合，向加湿室中引入设定体积的特殊气体，向加料室中引入设定体积的载气；使温控加热炉的内部升温至不高于200℃，保持温度恒定；
(3)气流运行稳定后，通过加湿微量注射泵向加湿同心雾化器中注入去离子水，使进入加湿室的特殊气体达到设定的含湿量；通过加料微量注射泵向加料同心雾化器中注入含可凝结颗粒物的溶液，使加料室出口的模拟烟气中含有设定含量的可凝结颗粒物；
所述含可凝结颗粒物的溶液中，含有设定浓度的可凝结颗粒物有机组分或可凝结颗粒物无机组分；在制备含可凝结颗粒物的溶液时，使用正己烷或甲苯溶解可凝结颗粒物有机组分，使用去离子水溶解可凝结颗粒物无机组分；
(4)装置运行稳定且加料室气流出口的可凝结颗粒物的发生量达到稳定值后，利用该包含可凝结颗粒物的气体进行后续的测试工作。
所述加湿微量注射泵和加料微量注射泵能够稳定注射时长在8小时以上，其注射误差为±2％，注射速率为0.1～1200ml/h。在使用气体混合室、加湿室、加料室的前后，使用去离子水、丙酮或正己烷充分清洗。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)提供了一种可行的可凝结颗粒物发生装置，能够满足实验室范围内可凝结颗粒物相关研究的进行。
(2)使用微量注射泵定量注入特定浓度的可凝结颗粒物溶液，能够保证可凝结颗粒物稳定发生。
(3)使用微量注射泵定量注入去离子水，能够保证模拟烟气含有稳定含湿量。
(4)使用可拆卸的石英玻璃材质的气体混合室、加湿室、加料室及连接管，方便清洗，并且减少了杂质污染。
(5)使用温控加热炉进行温度控制，可以使出口烟气温度保持稳定。
(6)本装置体积较小，便于组装、放置，方便进行可凝结颗粒物相关研究。
附图说明
图1是本实用新型的装置连接结构图。
图中：1.第一气源，2.第二气源，3.第三气源，4.加料气体流量计，5.第三气体流量计，6.主载气流量计，7.加湿气体流量计，8.加料微量注射泵，9.加料同心雾化器，10. 加湿微量注射泵，11.加湿同心雾化器，12.气体混合室，13.加湿室，14.加料室 15.温控加热炉，16.气流出口。
具体实施方式
参照上述附图，对本实用新型的技术内容进行详细说明。
图1给出的是本实用新型的装置连接结构图，由气源及计量系统、气体混合系统、加湿系统、加料系统、控温系统组成；气源及计量系统包括第一气源1、第二气源2、第三气源3(均为盛装气体的钢瓶)，及加料气体流量计4、第三气体流量计5、主载气流量计6、加湿气体流量计7；气体混合系统包括气体混合室12；气体加湿系统包括加湿微量注射泵10、加湿同心雾化器11、加湿室13；加料系统包括加料微量注射泵8、加料同心雾化器9、加料室14；控温系统包括温控加热炉15。
如图所示，第一气源1连接至加料气体流量计4和加湿气体流量计7，第二气源2 连接至主载气流量计6，第三气源3连接至第三气体流量计5；温控加热炉15具有温控器件，在其内腔中设有通过管路首尾依次相连的气体混合室12、加湿室13和加料室14；主载气流量计6和第三气体流量计5分别接至气体混合室12的入口；加湿微量注射泵 10和加湿气体流量计7分别接至加湿同心雾化器11，加湿同心雾化器11的出口连接至加湿室13的入口；加料气体流量计4与加料微量注射泵8分别接至加料同心雾化器9，加料同心雾化器9的出口连接至加料室14的入口；加料室14末端设气流出口16。
气体混合室12、加湿室13和加料室14均为石英玻璃材质的中空管状容器，其两端设有带孔的塞子；用于连接气体混合室12、加湿室13和加料室14的管路均为石英玻璃材质的管路，便于加温和清洗。加湿微量注射泵10和加料微量注射泵8能够稳定注射时长在8小时以上，其注射误差为±2％，注射速率为0.1～1200ml/h。
利用本实用新型中所述装置以实现发生包含可凝结颗粒物气体的方法，包括下述步骤：
(1)以填充了载气的钢瓶分别作为第一气源1和第二气源2，以填充了特殊气体的钢瓶作为第三气源3；所述载气是指按设定体积比配制的氧气、氮气和二氧化碳的混合气；所述特殊气体是指按设定体积比配制的二氧化硫和氮氧化物的混合气；
(2)将第二气源2中的载气和第三气源3中的特殊气体按设定体积比引入气体混合室12并充分混合，向加湿室13中引入设定体积的特殊气体，向加料室14中引入设定体积的载气；使温控加热炉15的内部升温至不高于200℃，保持温度恒定；
(2)气流运行稳定后，通过加湿微量注射泵10向加湿同心雾化器11中注入去离子水，使进入加湿室12的特殊气体达到设定的含湿量；通过加料微量注射泵8向加料同心雾化器9中注入含可凝结颗粒物的溶液，使加料室14出口的模拟烟气中含有设定含量的可凝结颗粒物；
所述含可凝结颗粒物的溶液中，含有设定浓度的可凝结颗粒物有机组分或可凝结颗粒物无机组分；在制备含可凝结颗粒物的溶液时，使用正己烷或甲苯溶解可凝结颗粒物有机组分，使用去离子水溶解可凝结颗粒物无机组分；
(3)装置运行稳定且加料室气流出口的可凝结颗粒物的发生量达到稳定值后，利用该包含可凝结颗粒物的气体进行后续的测试工作。
在使用气体混合室、加湿室、加料室的前后，使用去离子水、丙酮或正己烷充分清洗。
由于本实用新型的利用目的是为后续深入研究可凝结颗粒物的控制机理提供各种条件下的稳定可控的含可凝结颗粒物的气体。因此本实用新型的载气、特殊气体的组成，以及各气体引入量、去离子水加入量、含可凝结颗粒物溶液的浓度及配比等数据，都是由使用人根据其测试目的进行设置的，本实用新型的技术方案本身并不涉及对这些数据的限定。
最后，还需注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想出的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。