【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環境監測，尤其涉及一種模擬固定污染源廢氣煙道及其實驗方法。
技術介紹
1、模擬煙道在多行業有所使用，特別是化工行業、以及環境工程(治理)領域。但因為是針對行業需求進行研制的，所以它們都具有各行各業自己的特點，滿足其研究的需要。目前為止，未見針對環境監測行業的模擬固定污染源廢氣煙道。
2、現有其他行業的模擬煙道，不能滿足環境監測的研究需要。它們主要具有的問題包括：流量控制準確度不夠、未全程控溫、管路及接頭材質未考慮目標物的吸附和反應等。因此，采用其模擬出的廢氣，目標物(污染物)的真實濃度會和理論值有較大差距，或者其結果受影響的因素過多，難以評價環境監測過程是否準確適用于煙道廢氣的監測。以監測廢氣中的氨為例，化工行業采用的模擬煙道，管路往往未全程伴熱，氨會被管路內壁吸附；當在其出口端采集廢氣進行監測時，得到結果回收率偏低，但這種情況下，不知道管路吸附和采集過程損失各自比例，難以評估監測準確與否。
3、此外，現有一些煙道還有體積過于龐大、或結構復雜等不同特點，這些特點對環境監測研究而言，并不適用，缺乏針對性。
技術實現思路
1、為了克服或緩解以上一個或多個技術問題，本專利技術目的是提供一種模擬固定污染源廢氣煙道及其實驗方法，該煙道構造簡潔，體積適宜，便于操控，對固定污染源廢氣煙道進行更貼合實際情況的模擬實驗，用以配合研究高效準確、抗干擾能力強的環境監測手段。
2、本專利技術提供了如下的技術方案：
3、一種模擬固定污染源廢氣煙道
4、根據一些實施方式，所述管道兩端通過法蘭(7)和密封圈進行密封，所述進氣口(1)和所述第二出氣口(5)均設于兩端的所述法蘭(7)上。
5、根據一些實施方式，所述管道內設有混勻塊(8)。
6、根據一些實施方式，制造所述混勻塊(8)的材質選自316l不銹鋼。
7、根據一些實施方式，制造所述管道的材質選自電拋光316l不銹鋼。
8、另一方面，本專利技術還提供了一種如上述模擬固定污染源廢氣煙道的實驗方法，其包括以下步驟：
9、s1:設定模擬煙道的溫度，使用控溫加熱套(6)對管道進行加熱，并將模擬煙道的管道內溫度控制到設定溫度；
10、s2:通過進氣口(1)其中一路管件連接零級空氣，以設定流速，一般是0.3l/min至1l/min通入零級空氣，10～60min熱沖洗管道；
11、s3:在正式實驗前，如有校核需要，執行校核流程，即使用微型步進電機控制注射泵(3)以設定流速注入液態純水，并對水分加入速率進行計算并校核；
12、s4:將需要添加如模擬煙道的氣體分別連接至進氣口(1)的不同管件上；不同的標準氣體通過外接的電子質量流量計控制標況流速，自進氣口(1)的管件進入模擬煙道的管道；
13、s5:開始進行廢氣模擬實驗，多個不同標準氣體進入模擬煙道后，在進氣口(1)的螺旋作用下迅速混勻，如需要加入液態純水，通過注水口(2)和微型步進電機控制的注射泵(3)定速加入；
14、s6:以第一出氣口(4)為模擬煙道的采樣口，采集廢氣樣品進行下一步分析，通過第二出氣口(5)進行排空。
15、根據一些實施方式，所述步驟s3的計算步驟如下：
16、s31:計算出加水速率與水分的含濕率的關系，通過以下公式計算：
17、
18、式中，v為注射器注入水的流速，單位：ml/min；ρ是水在環境溫度下的密度，單位：g/ml；vi是標準氣體i的標況流速，單位：l/min；18是水的摩爾質量，單位：g/mol；22.4是理想氣體的標況摩爾體積，單位：l/mol；
19、s32:進行實測核實加水速率與水分的含濕率的關系，通過第二出氣口(5)排空，第一出氣口(4)外接阻容法的水分探測儀；
20、s33:模擬煙道控制在設定溫度，以設定流入通入零級空氣，按計算加水速率通入純水，待水分探測儀讀數穩定后，記錄含濕率；再改變加水速率，記錄含濕率；
21、s34:將步驟s31計算的含濕率與步驟s33實測的含濕率相比，得到校準系數。
22、相比于現有技術，本專利技術具備以下有益效果：
23、本專利技術提供的模擬固定污染源廢氣煙道，構造簡潔，體積適宜，便于操控，其管道采用了電拋光的316l不銹鋼，對目標物的吸附點位大大減少，有利于提升活性較強或吸附性較強目標物監測結果的準確性；
24、該模擬煙道的流速可調節，可調節流速模擬了實際管道的情況，能夠將復雜的實際管道內部廢氣情況，通過“已知”物質、流速、溫度等信息的氣體進入其中，模擬它們在管道中的變化情況，包括物理變化、化學變化等，從事實現了貼近真實情況的廢氣煙道模擬。
25、模擬的廢氣有已知的加入量便于計算變化程度，結果有利于評估實際管道排放廢氣的情況，有利于環境監測的方法開發和優化，也有利于化工的條件確認，還有利于環境處理工程。
26、管道實驗全程伴熱，不僅模擬了高溫煙道的情況，而且在高溫下，許多目標物的吸附性會大幅度降低。mfc控制的流速一般是幾十毫升每分鐘，管道內總流速一般不超過5升每分鐘，但由于管道尺寸小，因此線速度屬于實際管道的線速度范圍，能起到很好的模擬效果；而且這種情況下，標準氣體的消耗速率低，經濟實惠。
27、實驗中通過定量的加入各種干擾物質、以及水分，能夠在較小的體積、流速，且消耗較少標準物質情況下，模擬煙道內廢氣中的變化，例如化學反應變化等。
28、本專利技術也便于結合監測，通過“1+x”方式發現其他物質對目標物的影響情況。
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1.一種模擬固定污染源廢氣煙道，包括用于模擬廢氣煙道的管道，其特征在于：所述管道一端設有進氣口(1)，另一端設有用于采樣的第二出氣口(5)，所述管道靠近所述進氣口(1)一側設有注水口(2)，所述注水口(2)向外連接可控制微量注射的注射泵(3)；所述管道靠近所述第二出氣口(5)側設有第一出氣口(4)，所述第一出氣口(4)用于采樣或外接水分探測儀測量所述管道內的水分含量；所述進氣口(1)包括若干螺旋式連接于所述管道內部的管件，在所述管道的截面上，所述管件方向與所述管道內壁的圓相切。
2.根據權利要求1所述模擬固定污染源廢氣煙道，其特征在于：所述管道兩端通過法蘭(7)和密封圈進行密封，所述進氣口(1)和所述第二出氣口(5)均設于兩端的所述法蘭(7)上。
3.根據權利要求2所述模擬固定污染源廢氣煙道，其特征在于：所述管道內設有混勻塊(8)。
4.根據權利要求3所述模擬固定污染源廢氣煙道，其特征在于：制造所述混勻塊(8)的材質選自316L不銹鋼。
5.根據權利要求1所述模擬固定污染源廢氣煙道，其特征在于：制造所述管道的材質選自電拋光316L不
6.一種如權利要求1～5所述模擬固定污染源廢氣煙道的實驗方法，其特征在于：包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述模擬固定污染源廢氣煙道的實驗方法，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種模擬固定污染源廢氣煙道，包括用于模擬廢氣煙道的管道，其特征在于：所述管道一端設有進氣口(1)，另一端設有用于采樣的第二出氣口(5)，所述管道靠近所述進氣口(1)一側設有注水口(2)，所述注水口(2)向外連接可控制微量注射的注射泵(3)；所述管道靠近所述第二出氣口(5)側設有第一出氣口(4)，所述第一出氣口(4)用于采樣或外接水分探測儀測量所述管道內的水分含量；所述進氣口(1)包括若干螺旋式連接于所述管道內部的管件，在所述管道的截面上，所述管件方向與所述管道內壁的圓相切。
2.根據權利要求1所述模擬固定污染源廢氣煙道，其特征在于：所述管道兩端通過法蘭(7)和密封圈進行...
【專利技術屬性】
技術研發人員：薛荔棟，王萍，許人驥，袁懋，陳勇，吳佳倫，張慧蘭，何晉，朱紅霞，劉宇嘉，李亞琴，侯曉玲，
申請(專利權)人：中國環境監測總站，
類型：發明
國別省市：
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