高温烟囱可实时监测细颗粒物的新技术问世

by Paek Jongmin

Published 14 May.2024 14:14(KST)

机械研究院为恶劣环境下测量细颗粒物打开新路径

在以往对海外技术依赖度较高的不利条件下，我国终于打开了以自主技术引领微尘测量的道路。能够对火力发电站、焚烧厂等排放的可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）进行实时监测的预处理技术，首次在国内成功开发。预计今后不仅可用于新建排放设施，也将广泛应用于既有设施的微尘排放观测。

机械研究院研究团队正在对小型氢燃料电池系统进行性能验证。照片由机械研究院提供

韩国机械研究院（院长 Ryu Seokhyeon）14日表示，由 Han Bangu 城市环境研究室室长带领的研究团队，首次在国内开发出一项技术，可将高温、高浓度的烟囱内部环境转化为常温、低浓度的大气环境水平，并按粒径区分可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）等，实现实时测量。

研究团队利用自主开发的四项核心技术——▲可应对可变流速和压力的等速吸入技术，▲定量吸入稀释技术，▲液滴分离技术，▲壁面损失抑制技术——使得从烟囱排放的可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）不再以总悬浮颗粒物（TSP）形式管理，而是能够按微尘粒径进行管理。该微尘实时监测技术已在国内火力发电站和焚烧炉中通过过去6个月的长期实证验证了性能。

此前，由于高温、高浓度等烟囱内部环境条件恶劣，难以实时获得准确的微尘测量数据。现行的光透过测定法，是让光线穿过烟囱中产生的全部粉尘，再间接测量光线减弱的程度，因此难以对微尘进行精确监测。

此外，传统的重量测定法是先在一定时间内吸入微尘，再测量滤膜内的重量，获取浓度数据需要较长时间，在实时管理方面存在局限。

研究团队通过等速吸入技术，使进入测量装置的排放气体流速减慢，从而减少因烟囱流速变化引起的测量误差，这也是能够精确测定微尘的原因所在。

研究团队还实现了在烟囱内部压力、温度等多种环境变化下，依然能够通过自动控制空气注入量，提取恒定量的排放气体，并通过维持稳定的高温温度，最大限度抑制因冷凝产生的水滴形态液滴生成。同时，通过向布满微孔的管道内注入空气，将微尘附着在壁面的情况降至最低。

机械研究院城市环境研究室室长 Han Bangu 表示：“这是首个能够实时获取来自排放设施烟囱的微尘准确浓度及粒径分布信息的技术”，并称“将基于实测的微尘排放量信息，努力构建排放源管理体系”。