目前，國際上針對固定源 PM2．5排放的測試方法可以分為直接采樣法和稀釋采樣法( 蔣靖坤等2014a) ，其中，稀釋采樣法是將高溫煙氣用潔凈空氣稀釋和冷卻至大氣環境溫度，稀釋冷卻后的煙氣停留一段時間后用濾膜捕集其中的 PM2．5，該方法較好地模擬了煙氣排入大氣后的稀釋、冷卻和凝結等過程，捕集的 PM2．5除了包括直接采樣法采集的可過濾 PM2．5，還包括直接采樣法不能捕集的可凝結PM2．5，可近似認為是固定源排放的一次 PM2．5( 即包括可過濾 PM2．51989) ，因此，該方法被認為是更為準確的固定源PM2．5的采樣方法．采用該方法可獲得一次 PM2．5的排放濃度及排放因子．此外，由于高溫煙氣稀釋冷卻至大氣環境溫度，許多不適用煙氣條件的濾膜( 如 和可凝結 PM2．5 ) ( Hidemann et al．，1989) ，因此，該方法被認為是更為準確的固定源PM2．5的采樣方法．采用該方法可獲得一次 PM2．5的排放濃度及排放因子．此外，由于高溫煙氣稀釋冷卻至大氣環境溫度，許多不適用煙氣條Telfon 等) 和只適于大氣條件的在線細粒子測量儀器也可應用，因而可對 PM2．5的化學組成和粒徑分布進行全方位的分析; 同時，采用該方法得到的 PM2．5源成分譜數據適應于大氣 PM2．5的源解析研究，獲得的污染源 PM2．5及關鍵化學成分有機碳( OC) /元素碳( EC) 的排放因子數據也被應用于排放清單的編制中．因此，該方法深受研究人員的青睞( Hidemann et al．，1991; Waston et al．，2001; Fine et al．，2001; 白志鵬等，2003; 周楠等，2006; 李興華等; 2008) ． 美國環保署( US EPA，2004) 已將稀釋采樣法作為測量固定源 PM10 和 PM2．5 排放的“有條件的測試方法( Conditional Test Method 039 ) ”． 國際標準化組織( ISO，2013) 近期將稀釋采樣作為固定源排放 PM2．5測試的標準方法( ISO 2559稀釋比和停留時間是稀釋采樣法的兩個重要7: 2013) ．件的濾膜( 如參數．稀釋采樣器在現場應用時，稀釋比一般在 20 ～50 之間．早期的稀釋采樣器多采用較長的停留時間( 如 80 s) ，停留室體積大，且混合段長度較長，一般為其直徑的 10 倍以上 (Hidemann et al．，1991; Waston et al．，2001; Fine et al．，2001) ，導致稀釋采樣器龐大笨重，而許多污染源采樣現場空間狹小，一定程度上限制了該方法的應用．隨后，不少研究組開展了稀釋比和停留時間等參數對顆粒物采樣的影響研究． Lipsky 等( 2002) 在一臺中試規模的煤粉燃燒器測量顆粒物的粒徑分布和 PM2．5的排放因子，結果表明，稀釋比和停留時間對 PM2．5的排放因子影響不大，主要影響顆粒物粒徑分布和總的粒子數濃度．Chang 等( 2004) 采用稀釋采樣方法測量燃燒煙煤、6 號燃料油和天然氣排放的超細顆粒物，研究不同稀釋比和停留時間對超細顆粒物粒徑分布的影響，認為采用停留時間 10 s，稀釋比 20 足以獲得有代表性的固定源一次顆粒物排放樣品; 并基于該研究，開發了一套緊湊型的稀釋采樣器 ( England間分別不小于 20 倍和 10 s，且稀釋后的氣體溫度和相對濕度分別低于 42 ℃ 和 70%; 但以上規定是否適應所有類型的固定源排放一次顆粒物的采集還志鵬等，2003; 劉紅杰等，2005; 周楠等，2006; 李興華等，2008 ) ． 周 楠 等 ( 2006 ) 等 參 考 Hidemann 等( 1991) 的設計，研制了停留時間較長( 達 90 s) 、稀釋倍數可調范圍大( 20 ～ 100 之間) 的稀釋采樣器．李興華等( 2008) 和 Li 等( 2011) 采用噴射型稀釋和多孔湍流混合稀釋相結合的兩級稀釋方式，加強稀釋氣體和煙氣的混合，降低稀釋混合段長度; 在滿足采樣的前提下，減少進入停留室的采樣氣量，縮小停留室體積; 稀釋后的采樣氣體在停留室呈微正等 2008; Li et al．，2011) ，結合最近的研究成果及ISO 25597: 2013 的規定，研制了一套緊湊型的固定源 PM2．5稀釋采樣器，以期滿足我國典型固定源排放現場測試 PM2．5 的要求，并在實驗室對其性能進行評估．文丘里流量計和連接管 A 組成．其中，粗顆粒切割器插入煙道中，用于去除煙氣中空氣動力學直徑在 2．5 μm 以上的大顆粒，避免大顆粒沉積和堵塞加熱采樣管．粗顆粒切割器的進口端裝有采樣嘴，迎對氣流，根據煙氣流速選取適當的采樣嘴，實現煙氣的稀釋空氣部分包括由上層粗過濾器、中層活性炭過濾器、下層高效過濾器構成的三層過濾單元，以及孔板流量計、調節閥和稀釋空氣進氣管道．三層過濾單元中，粗過濾器一端與大氣連通，空氣由粗過濾器一端進入，依次經粗過濾器、活性炭過濾器、高效過濾器，分別去除空氣中粗顆粒、有機氣體和細小顆粒后，得到潔凈稀釋空氣; 高效過濾器對粒徑為 0．3 μm 的顆粒物的去除效率在 99．97%以上，過濾后的 PM2．5濃度小于 5 μg·Nm－3 ．孔板流量計測量經過孔板的稀釋空氣壓差，結合稀釋空氣的溫度和壓力，可確定稀釋空氣流量 Q2 ．調節閥用來控制稀釋空氣的流量．稀釋空氣進氣管道將凈化后的空氣導入稀釋混合部分的稀釋空氣進氣腔，進而進入混合段與煙氣混合．稀釋比至少保證不小于 20∶1，本設計的稀釋比在 20∶1 至 50∶1 范圍內．要求經過稀釋后的煙氣溫度和相對濕度分別低于 42 ℃ 和 70%;若經過稀釋空氣稀釋后的煙氣溫度高于 42 ℃，則在三層過濾單元中粗過濾器的進氣端安裝冷卻器，稀釋空氣先通過冷卻器冷卻降溫后，再進入三層過濾單元中; 若經過稀釋空氣稀釋后的煙氣相對濕度高于 70%，則在三層過濾結構中粗過濾器的進氣端安裝干燥器，稀釋空氣先通過干燥器進行干燥后，再進入三層過濾單元中．釋混合均勻，并停留一段時間后進行捕集．稀釋混合部分包括稀釋混合段與氣流分布板，其中，稀釋混合段為不銹鋼材料腔體，內部安裝有氣流分布板，且外壁上安裝有旁路部分的旁路管; 通過氣流分布板與旁路管將稀釋混合段分為 3 部分: 稀釋混合段前端與氣流分布板間的空腔為稀釋空氣進氣腔，氣流分布板與旁路管間的空腔為混合腔，旁路管與稀釋混合段后端的空腔為停留室; 氣流分布板周向上開有 3 圈噴射孔，每圈噴射孔在氣流分布板周向上均勻布置，且 3 圈噴射孔在氣流分布板上呈同心圓布置，徑向間距相等; 3 圈噴射孔的布置、開孔尺寸及稀釋混合距離采用 Fluent 軟件模擬和實測確定．通入到進氣腔內的稀釋空氣由氣流分布板上的噴射孔噴射進入混合腔內，與煙氣在混合腔內快速湍流混合均勻，以降低煙氣的溫度、濕度和 PM2．5 的濃度．本設計中混合腔長度僅為 1．5 倍稀釋混合段直徑長度，即可達到稀釋空氣與煙氣充分混合均勻。

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