Development and performance evaluation of the porous tube dilutor for real-time measurements of fine particles from high humidity environments

Real-time measurements of fine particles from stack emission gases are necessary due to the needs of continuous environmental monitoring of PM10 and PM2.5. The porous tube dilutor using hot and cold dilutions was developed to measure fine particles without condensable particles from highly humid emission gases and compared to the commercialized ejector-type dilutor. Particle size distributions were measured at the emission gases from a diesel engine and a coal-fired boiler. The porous tube dilutor could successfully measure the accumulation mode particles including relatively large particles more than $3{\mu}m$ without nuclei particles, while the ejector dilutor detected some condensable particles and could not detect large particles. The porous tube dilutor could successfully remove the already condensed water droplet particles generated by a humidifier in a $30m^3$ chamber.

고수분 환경에서 미세먼지 실시간 측정을 위한 다공 튜브형 희석장치의 개발 및 성능 평가

본 연구에서는 고온희석-상온희석 2단 희석의 다공 튜브형 희석장치를 제작하여 실제 배기가스와 시험챔버의 다양한 고수분 환경에서의 희석 조건에 따른 응축성 물질의 생성 억제와 생성된 응축 입자의 제거 특성에 관하여 살펴보았다. 디젤 엔진의 배출 입자는 응축 성분의 핵화 모드와 고체상의 응축성장 모드의 이중모드 분포를 나타내었고, 다공 튜브형 희석장치의 1차 고온희석 유량을 증가시킴으로써 핵화 모드 입자의 생성을 억제시키고 응축성장 모드의 입자만을 측정할 수 있었다. 석탄보일러에서 배출되는 미세먼지에 대해서도 다공 튜브형 희석장치를 적용하여 응축성 성분의 입자 생성 없이 응축성장 모드의 입자만을 측정할 수 있었고, $3{\mu}m$ 크기 이상의 입자에 대해서 기존 이젝터 방식에 비해 상대적으로 입자 손실이 적음을 확인할 수 있었다. 또한 $30m^3$ 시험챔버에서 가습기로 인위적으로 발생시킨 물입자가 측정하고자 하는 고체 입자와 공존할 때 다공 튜브형 희석장치를 사용하여 물입자를 증발시켜 제거함으로써 고체 입자만을 정확하게 분리하여 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.