电除尘专栏34期 燃煤电厂烟气中PM2.5测试方法

6Andersen颗粒采样器

Andersen由采样头、旋风预切割器、过滤设备、撞击器、带有抽气泵的控制器及温度、压力之类的传感器等组成，如图7所示。撞击器是Andersen的核心部分，主要作用是对颗粒物分级和采集，共分为8级，分级方法同DLPI，最后一级F级装的是实心全膜，以过滤细粒子和凝结型颗粒物。

图7Andersen颗粒采样器

二、电荷法（ELPI）

电荷法是通过测量颗粒物所带的电荷量来确定其质量。采用电荷法的典型仪器是ELPI（电子低压撞击器）。该仪器同样采用等速采样并用冲击板对颗粒物按粒径大小进行分级。与重量法不同的是，该仪器在颗粒物分级前，需先使颗粒物荷电，然后通过测定颗粒物所带的电荷量再经换算得到其质量。这种方法非常快捷，可以实时得到颗粒物的质量浓度，但ELPI直接测量值是颗粒个数浓度值，质量浓度是通过个数乘上体积和密度后获得，为两次转换数据，精度稍差。

ELPI工作原理如图8所示，含有颗粒的气体样品首先通过单极电晕充电室进行充电，带电的颗粒物被运送到装备有绝缘收集层的低压撞击器上，进入每个层面的带电颗粒物的电流，都可以实时地通过精密电子测量计进行电量测量，最后将电流信号转化为（空气动力学上的）颗粒物粒径分布。电子低压撞击器（ELPI）可以实时地测量30nm～10μm的颗粒物分布和粒子浓度。

图8ELPI原理图

ELPI的快速反应使得它对于分析不稳定的颗粒物浓度和粒径分布或者粒径分布的变化来说，非常的理想。电子低压撞击器是一个较可靠且易操作的探测仪器，它能够应用在较恶劣的环境中，测量过的颗粒物被收集起来，可以做更进一步的质量分析或成分分析。电荷法现场采样系统图如图9所示。

图9ELPI现场采用系统图

三、光学法

光学法是通过测量颗粒物的反射光或透射光来确定颗粒物的粒径与浓度。代表性的有帕莱斯便携式颗粒物检测仪、TSI：APS-3321，通过加速喷嘴使不同粒径的颗粒物获得不同的加速度，然后测量其散射光强度来确定颗粒物的粒径与浓度。这种方法也可以实时得到颗粒物的质量浓度，但同样存在测量精度上的问题。

1、帕莱斯便携式颗粒物检测仪

帕莱斯便携式颗粒物检测仪可同时测量PM1、PM2.5、PM4、PM10、TSP质量或数量浓度，可以从0.18～18μm的范围内选择最多64个等级分析粒径分布，时间分辨率可在1s至24h内任意设定。

当烟气中的粉尘通过光路的光敏感区时，粉尘的散射光量与它的质量浓度成正比，用单位时间内散射光的累计值表示出悬浮粉尘的相对质量浓度，并通过转化系数，计算出粉尘的质量浓度。

2、TSI：APS-3321

TSI：APS-3321型空气动力学粒度仪测定气溶胶颗粒的空气动力学粒径，并给出气溶胶数量浓度、表面积浓度、体积浓度及质量浓度随粒径的分布情况。该仪器测定每一粒子通过两束近距离激光束的飞行时间，以此换算粒子的动力学粒径。测试粒径范围：0.5～20μm（空气动力学直径），0.37～20μm（光散射直径）。

目前光学法在燃煤电厂PM2.5测试中的应用较少，仍需进一步研究。

综述

综上所述，目前使用前两种方法测量PM2.5最为普遍，由于测试一般都在脱硫出口或湿除出口，所以水滴是影响烟气PM2.5测试结果准确性的主要因素，在测试时需采取有效的方式避免水滴的影响。

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