一种颗粒物吸湿特性的实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种颗粒物吸湿特性的实验装置，特别是涉及柴油机排气中不同粒径颗粒物的吸湿特性的实验装置。
【背景技术】
[0002]2016年I月I日起，中国将正式施行新的《中华人民共和国大气污染防治法》，重点对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨等大气污染物和温室气体实施协同控制。同时，《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》增加了颗粒物数量(particle numbers，PN)的限值，未来柴油机颗粒物排放控制面临“质量”与“数量”的双重考验。目前柴油机颗粒物排放控制主要采用颗粒捕集器(DPF)和氧化催化转化器(DOC)的技术路线，但是，该技术方案会导致柴油机的经济性下降。
[0003]由于颗粒物在不同大气环境条件下具有吸湿沉降的特性，系统研究柴油机不同粒径的颗粒物在湿度、温度、压力等大气环境条件下的吸湿特性，有助于评价柴油机排放颗粒物对人体和环境的真实影响，从而提出新的柴油机颗粒物控制方法。
【实用新型内容】
[0004]针对上述研究需要，本实用新型的目的是提供一种颗粒物吸湿特性的实验装置，实现在不同温度、不同湿度、不同压力等环境条件下，系统研究不同粒径颗粒物的吸湿特性。
[0005]本实用新型的技术方案是这样的:一种颗粒物吸湿特性的实验装置，包括依次连接的柴油机、颗粒过滤器、颗粒粒径分析仪、锥形反应器和滤纸式采样管，所述柴油机的排气依次经过颗粒过滤器和颗粒粒径分析仪从所述锥形反应器的侧壁进入其内部，所述颗粒过滤器过滤所述柴油机的排气使目标颗粒物通过，所述颗粒粒径分析仪与锥形反应器之间设流量控制阀，所述滤纸式采样管设置在锥形反应器的锥底，滤纸式采样管暴露于锥形反应器外部的部分设置于恒温水浴箱内，所述滤纸式采样管的尾端连接采样栗。
[0006]进一步的，所述滤纸式采样管包括管状外壳，所述管状外壳内设有由滤纸构建的圆柱空腔，所述圆柱空腔用于采集目标颗粒物。
[0007]进一步的，所述柴油机和颗粒过滤器之间设有稀释装置和干燥器，所述稀释装置采用质量流量混合法，可以配置10一8?10一2浓度的标准气体，所述干燥器用于吸收柴油机排气中的水蒸气。
[0008]优选的，所述颗粒粒径分析仪和流量控制阀之间设置单向阀和储气瓶，所述储气瓶用于存储柴油机排气。
[0009]优选的，所述颗粒过滤器包括管状壳体，所述管状壳体内设置至少两层过滤片，所述过滤片包括依次叠纸的三层过滤纸，位于中间层的过滤纸孔径小于上下两层过滤纸孔径。
[0010]优选的，所述的锥形反应器侧壁设有湿敏传感器、加湿器、压力传感器、泄压阀、真空包和真空栗，可以对锥形反应器内的湿度、压力等测试条件进行调整。
[0011]进一步的，所述的恒温水浴箱内安装温度传感器和电热丝，可以实现在不同温度条件下完成采样过程。
[0012]本实用新型所提供的技术方案的优点在于，该装置可以实现在不同温度、不同湿度、不同压力等环境条件下，系统研究不同粒径颗粒物的吸湿特性。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构不意图。
[0014]图2为颗粒过滤器结构示意图。
[0015]图3为过滤片结构示意图。
[0016]图4为滤纸式采样管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
[0018]请参见图1，本实用新型所涉及的一种颗粒物吸湿特性的实验装置，包括依次连接的柴油机1、稀释装置2、干燥器3、颗粒过滤器4、颗粒粒径分析仪5、单向阀6、储气瓶7、流量控制阀8、锥形反应器和滤纸式采样管15。稀释装置2选用中国计量技术开发总公司的MF-4C便携式标准气体稀释装置。该装置采用质量流量混合法，可以配置10—8?10—2浓度的标准气体，并自动修正流量体积。该装置可以通过气体稀释，调节发动机排气温度。干燥器3内有生石灰成分，吸收柴油机排气中的水蒸气。结合图2和图3，颗粒过滤器4包括管状壳体41，管状壳体41内设置至少两层过滤片42，过滤片42包括依次叠纸的三层过滤纸，位于中间层的过滤纸42a孔径小于上下两层过滤纸42b孔径，通过更换不同孔径的中间层的过滤纸42a，使待测目标颗粒物(如:PM 2.5)能够经过颗粒过滤器4，进入后续测试流程。颗粒粒径分析仪5选用英国马尔公司的Mastersizer3000粒径分析仪，测量范围:0.01?3500μηι。在锥形反应器的侧壁设有湿敏传感器9、加湿器13、压力传感器10、泄压阀12、真空包11和真空栗17，可以对锥形反应器内的湿度、压力等测试条件进行调整。锥形反应器的底部设置滤纸式采样管15，滤纸式采样管15暴露于锥形反应器外部的部分设置于恒温水浴箱16内。恒温水浴箱16内安装温度传感器19和电热丝20，可以实现在不同温度条件下完成采样过程。结合图4，滤纸式采样管15包括管状外壳15a，管状外壳15a内设有由滤纸构建的圆柱空腔15b，圆柱空腔15b用于采集目标颗粒物，其顶部滤纸主要起到对比作用，侧面和底部滤纸实现最大程度地采集颗粒物样品，滤纸式采样管15直径小于3cm，排气中的微粒能在滤纸式采样管15中快速沉降。滤纸式采样管15的尾端连接采样栗18。
[0019]【具体实施方式】为:测试开始后，启动柴油机I，排气经过稀释装置2，并按照不同浓度进行稀释，稀释后的气体经过干燥器3，去除排气中的水蒸气，然后进入颗粒过滤器4跟换不同孔径的滤纸，在进入颗粒粒径分析仪5进行检验，使得待测的目标颗粒物(如:PM2.5、PMlO等)通过单向阀6进入储气瓶7。打开流量控制阀8，使得待测气体进入锥形反应器，通过加湿器13、恒温水浴箱16等控制反应器内的温度、湿度等环境条件，打开滤纸式采样管15试管盖，启动采样栗18，使待测气体进入滤纸式采样管15，待湿度、温度、压力等环境参数稳定后，关闭电控阀门，采样栗，盖上试管盖。静置一定时间后，打开滤纸式采样管15试管盖，取得滤纸式采样试管15内滤纸上的目标颗粒物。同时，打开真空栗17，将废气从锥形反应装置中排出，完成一次测量过程。
【主权项】
1.一种颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:包括依次连接的柴油机(I)、颗粒过滤器(4)、颗粒粒径分析仪(5)、锥形反应器和滤纸式采样管(15)，所述柴油机(I)的排气依次经过颗粒过滤器(4)和颗粒粒径分析仪(5)从所述锥形反应器的侧壁进入其内部，所述颗粒过滤器(4)过滤所述柴油机(I)的排气使目标颗粒物通过，所述颗粒粒径分析仪(5)与锥形反应器之间设流量控制阀(8)，所述滤纸式采样管(15)设置在锥形反应器的锥底，滤纸式采样管(15)暴露于锥形反应器外部的部分设置于恒温水浴箱(16)内，所述滤纸式采样管(15)的尾端连接采样栗(18)。2.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述滤纸式采样管(15)包括管状外壳(15a)，所述管状外壳(16a)内设有由滤纸构建的圆柱空腔(15b)，所述圆柱空腔(15b)用于采集目标颗粒物。3.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述柴油机(I)和颗粒过滤器(4)之间设有稀释装置(2)和干燥器(3)。4.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述颗粒粒径分析仪(5)和流量控制阀(8)之间设置单向阀(6)和储气瓶(7)，所述储气瓶(7)用于存储柴油机⑴排气。5.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述颗粒过滤器(4)包括管状壳体(41)，所述管状壳体(41)内设置至少两层过滤片(42)，所述过滤片(42)包括依次叠纸的三层过滤纸，位于中间层的过滤纸(42a)孔径小于上下两层过滤纸(42b)孔径。6.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述的锥形反应器侧壁设有湿敏传感器(9)、加湿器(13)、压力传感器(10)、泄压阀(12)、真空包(11)和真空栗(17)。7.根据权利要求1所述的颗粒物吸湿特性的实验装置，其特征在于:所述的恒温水浴箱(16)内安装温度传感器(19)和电热丝(20)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种颗粒物吸湿特性的实验装置，包括依次连接的柴油机、颗粒过滤器、颗粒粒径分析仪、锥形反应器和滤纸式采样管，所述柴油机的排气依次经过颗粒过滤器和颗粒粒径分析仪从所述锥形反应器的侧壁进入其内部，所述颗粒过滤器过滤所述柴油机的排气使目标颗粒物通过，所述颗粒粒径分析仪与锥形反应器之间设流量控制阀，所述滤纸式采样管设置在锥形反应器的锥底，滤纸式采样管暴露于锥形反应器外部的部分设置于恒温水浴箱内，所述滤纸式采样管的尾端连接采样泵。该装置可以实现在不同温度、不同湿度、不同压力等环境条件下，系统研究不同粒径颗粒物的吸湿特性。
【IPC分类】G01N15/00
【公开号】CN205352898
【申请号】CN201521031046
【发明人】许广举, 王润, 吕品洁, 刘有华
【申请人】常熟理工学院
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月14日