一种鼓风式民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统及采样的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境监测领域，涉及一种鼓风式民用炉中燃煤燃烧所产生烟气的颗粒 物采样系统以及利用该系统的采样方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，我国的大气环境质量正面临着严峻的挑战。据中央气象台 统计，自2011年10月以来，辽宁、河北、河南、山东、甘肃等多省市，都出现过能见度极差的 雾霾天气，90%的省会城市细颗粒物严重超标。不仅影响了航班、高铁、高速公路等公共交 通的运行，交通事故频发，还导致呼吸系统、心脑血管系统疾病频发。气象专家和医学专家 认为，细颗粒物造成的雾霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。
[0003] 细颗粒物污染对人体健康的影响是多方面的，主要影响呼吸系统和心血管系统。 细颗粒物可以穿透人体呼吸道的防御毛发状结构进入人体内部，引发疾病。细颗粒物对心 血管系统也可以产生毒性作用。它主要通过两条途径危害人体的心血管：一是通过引起炎 症反应及继发的高凝状态，二是改变自主神经功能。人体吸入细颗粒物后可能会引发机体 的一系列急性应激反应，并改变循环系统功能，从而导致心血管系统疾病的发生。国外大量 流行病学研究资料表明，可吸入颗粒物的浓度的上升与疾病的发病率、死亡率的关系很密 切，其中尤其是和呼吸系统疾病和心脏病。
[0004] 燃煤采暖炉经济又实惠，对于没有集中供暖和不具备燃气采暖条件的城乡接合 部和广大的农村地区，采暖费用较低的燃煤采暖炉是理想的选择，因此得以广泛的应用。但 是该种采暖炉几乎没有采取任何的污染控制措施，燃煤产生的烟气都是直接排放到大气 中，造成大气污染。研究表明，燃煤取暖造成的空气污染对儿童肺功能有明显损伤作用。细 颗粒物进人肺部，并沉积于肺泡，而且粒子越小，越容易吸附一些对人类有害的重金属、有 机物、细菌和病毒，增加发病率和死亡率，危害呼吸系统和心血管系统，改变免疫功能，增加 癌患，如肺癌等。
[0005] 因此，如何采集民用炉污染源排放的颗粒污染物，对污染物排放进行管理与控制， 具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种对民用炉燃煤烟气燃烧所产生烟气 中的颗粒物进行采集的系统和方法，为民用炉燃煤烟气污染防控提供参考依据。
[0007] -方面，本发明提供了一种鼓风式民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统，包括：烟道， 烟气采集器，烟气稀释器以及颗粒物采集沉降室，所述烟道由第一烟道和第二烟道组成，所 述第一烟道的第一端与民用炉的排气口连接；所述第二烟道的第一端与所述第一烟道的第 二端连接；所述烟气采集器的第一端与所述烟气稀释器连接，第二端以朝向所述第二烟道 第一端的方向设置在所述第二烟道内；所述烟气稀释器与所述颗粒物采集沉降室相连；所 述颗粒物采集沉降室中设置有颗粒物采样器，其中，
[0008] 所述民用炉的进气口设置有鼓风机；所述鼓风机与所述民用炉的进气口的连接处 设置有统计所述鼓风机送风量的流量计。
[0009] 可选地，根据本发明的采样系统，所述流量计与所述鼓风机之间还连接有变频器。
[0010] 可选地，根据本发明的采样系统，所述鼓风机的进气口设置有滤尘网；所述鼓风机 的出气口设置有网格状气栅。
[0011] 可选地，根据本发明的采样系统，所述第一烟道和第二烟道之间的夹角α为 120-140。 。
[0012] 可选地，根据本发明的采样系统，所述烟气稀释器包括依次相连的进气口、稀释部 分和排气口，其中，
[0013] 所述进气口与所述烟气采集器相连，所述排气口与所述颗粒物采集沉降室相连；
[0014] 所述稀释部分包括稀释通道、空气压缩机和空气过滤器，环境空气经所述空气压 缩机压缩后进入空气过滤器过滤除去颗粒物，过滤后的洁净空气进入稀释通道对烟气进行 稀释。
[0015] 可选地，根据本发明的采样系统，颗粒物采样器包括依次连接的切割器、采样栗以 及排气管路，所述排气管路的末端伸出所述颗粒物沉降室。
[0016] 可选地，根据本发明的采样系统，所述切割器为ΡΜ2.5切割器和/或PM i。切割器。
[0017] 另一方面，本发明提供了一种鼓风式民用炉燃煤烟气颗粒物采样方法，包括如下 步骤：
[0018] 将民用炉的进气口通过流量计与鼓风机连接；
[0019] 将民用炉的排气口与烟道连接，并开启鼓风机，将烟气送入烟道；
[0020] 将烟气采集器伸入烟道内，使其一端的采样喷嘴正对烟气气流方向，进行烟气采 集；
[0021] 将采集的烟气送入烟气稀释器中进行稀释；
[0022] 将稀释后的烟气送入颗粒物采集沉降室中进行采样。
[0023] 可选地，根据本发明的采样方法，所述烟气在烟气稀释器中被稀释20-200倍。
[0024] 可选地，根据本发明的采样方法，所述稀释后的烟气温度为50°C以下。
[0025] 本发明所述采样系统结构简单，操作简便，能够对民用炉燃烧产生的烟气进行采 集，并通过稀释沉降，对烟气中的颗粒物进行采集和后续分析，为污染防治提供支撑。进一 步的，含流量计的鼓风机的设置有助于为民用炉提供稳定持续的进风量，促进炉内燃料的 燃烧，还为烟气的稳定排放提供了有力的技术支持，在对比试验中更易于提供均一稳定的 燃烧环境，使对比实验的结果更具有可比性。
【附图说明】
[0026] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。在附图中：
[0027] 图1为本发明实施例1中民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统的组成示意图；
[0028] 图2为本发明实施例2中民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统的组成示意图；
[0029] 图3为本发明实施例3中民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统的组成示意图；
[0030] 图4为散煤PM1。颗粒物中的离子排放因子；。
[0031] 图5为型煤PM1。颗粒物中的离子排放因子；
[0032] 图6为散煤PM2.5颗粒物中的离子排放因子；
[0033] 图7为型煤PM2.5颗粒物中的离子排放因子；
[0034] 图8为散煤PM1。颗粒物中的元素排放因子；。
[0035] 图9为型煤PM1。颗粒物中的元素排放因子；
[0036] 图10为散煤PM2.5颗粒物中的元素排放因子；
[0037] 图11为型煤PM2.5颗粒物中的元素排放因子；
[0038] 图12为东胜地区蜂窝煤颗粒物元素百分比；以及
[0039] 图13为东胜地区散煤颗粒物元素百分比。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
[0041] 实施例1 :
[0042] 不失一般性，本发明提供了一种民用炉燃煤烟气颗粒物采样系统，图1示出了该 采样系统的结构示意图。如图1所示，所述采样系统包括：烟道，烟气采集器200,烟气稀释 器300以及颗粒物采集沉降室400,烟道由第一烟道110和第二烟道120组成，民用炉700 的排气口与所述第一烟道110和第二烟道120依次串联连接；所述烟气采集器200的第 一端与所述烟气稀释器300连接，第二端以面向烟气流动方向的方式设置在所述第二烟道 120内；所述烟气稀释器300与所述颗粒物采集沉降室400相连，以将稀释后的烟气送入颗 粒物采集沉降室；所述颗粒物采集沉降室400中设置有颗粒物采样器500,其中，所述民用 炉的进气口设置有鼓风机600 ;所述鼓风机600与所述民用炉700的进气口的连接处设置 有统计所述鼓风机送风量的流量计610。鼓风机开启后，能够将空气持续稳定的吹入民用 炉700的炉膛内，促进燃料燃烧的同时为烟气的均一排放提供了稳定的排放动力。优选的， 本实施例中将第一烟道110与第二烟道120之间的夹角α设置为钝角。优选地，所述夹角 α为120-140°。相较于现有的烟道组成中将第一烟道和第二烟道以90°直角进行的设 置，该钝角角度的夹角使得烟气在达到第一烟道的末端时，能够平缓地进入第二烟道，避免 了烟气中的颗粒物直接撞击第二烟道的内壁发生粉碎而影响颗粒物的采集效果。可以理解 的是，除了图1中所示的烟道结构，还可以通过使用弯道将第一烟道和第二烟道进行连接， 同样也可以使得烟气能够以平缓的方式进入第二烟道，这些替代性的技术手段也应落入本 发明的保护范围