燃烧源燃烧炉 Combustion Chamber at IEECAS

系统简介：中国科学院地球环境研究所与DRI合作建立了大型燃烧炉。本系统可采集生物质和化石燃料燃烧过程，机动车排放烟尘的颗粒物和气体观测采集。其特点是可以控制燃烧条件，燃烧样品的质量、燃烧方式、燃烧时间、燃烧效率都可以通过前置准备工作基本达到既定要求。该系统在采样过程中可以降低烟气逸散到大气中造成损失，从而估算出来的源排放数据也更加准确。同时燃烧炉留有稀释通道的接口，可对烟气进行稀释冷却后再采集和监测，兼顾了稀释采样法的优点。如图1-1，燃烧炉的体积约为8m3(1.8m×1.8m×2.2m)，主体是由3mm厚的耐高温的铝合金制成。烟囱位于燃烧炉的顶部，烟囱上安装了流速计测量烟气从烟囱排出的流速，稀释采样器也连接在烟囱上，燃烧产生的高温烟气被稀释冷却至环境温度后由采样滤膜和在线监测仪器采集。该系统通过控制进气和排气的速率可以调节燃烧炉的换气效率(air exchange rate)。

燃烧炉的细节描述如下：燃烧炉的底部有一进气口，该进气口与鼓风机相连，鼓风机被放置在一个侧壁为HEPA(high-efficiency particulate air filter, HEPA)过滤网的箱体中，经过HEPA过滤为燃烧炉提供洁净空气（图1-2a,b）。燃烧炉顶部设有烟囱，烟囱上设有1/2”、1/4”等不同尺寸的采样口。采样口的位置满足《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T 16157-1996),其中一个采样口连接了流速计以测量烟气从烟囱排出的流速（图1-2c,d）。燃烧炉的门是密闭的，防止了烟气溢出造成烟气损失（图1-2i）。

测试物化组分：可在实验室模拟生物质和家用煤炭的燃烧，并对其排放进行监测和采集，以及机动车直接排放尾气监测，能够分析其CO2，NOx,SO2，CO,碳组分，离子，有机组分等。

测试前处理方法及样品要求：对收集的生物质燃料（如小麦、玉米、水稻等）和家用燃煤的产地、每次实验燃烧的重量、引燃物、燃料的形态等信息进行详细的记录；在进行不同含水量生物质燃烧实验时，提前1~3天将水分均匀撒入秸秆中，使水分充分浸入秸秆中。每次燃烧实验前测定燃料的水分含量。每次实验开始前，关闭燃烧炉的门，打开烟囱的风扇，打开进气净化系统，预先对燃烧炉内的空气进行净化；实验中，通过燃烧炉的窗口仔细观察燃烧状态并做好相应记录；每次实验后都需要对燃烧炉进行清洗，以避免对下一次实验造成的交叉污染；需定期更换进气净化系统的HEPA 过滤网。