固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法。該方法以紫外吸收法氮氧化物分析儀或帶紫外吸收法氮氧化物分析的多組分氣體分析儀為監(jiān)測(cè)儀器，利用一氧化氮在近紫外光區(qū)內(nèi)吸收200nm～230nm特征波長的光和二氧化氮在近紫外光區(qū)內(nèi)吸收380nm～400nm特征波長的光，由朗伯—比爾定律定量廢氣中一氧化氮和二氧化氮的濃度，然后進(jìn)一步計(jì)算得到氮氧化物的排放速率。該方法適用于分別測(cè)定固定污染源排放廢氣中的NO和NO2，滿足測(cè)定氮氧化物的需要，該方法的建立滿足了現(xiàn)場(chǎng)污染源監(jiān)督性監(jiān)測(cè)、CEMS的比對(duì)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)有效性審核的需要，對(duì)于開發(fā)及擴(kuò)展與其配套的紫外吸收法煙氣監(jiān)測(cè)設(shè)備具有重要意義。
【專利說明】固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種固定污染源廢氣測(cè)定方法及與其配套的紫外吸收法煙氣監(jiān)測(cè)設(shè) 備，屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃料在高溫下燃燒是人為產(chǎn)生氮氧化物（NOx)的主要來源，例如：汽車和火電廠產(chǎn) 生的NOx。燃料（燃料NOx)中氮的化合物的氧化和燃燒空氣（熱生成NOx)中的氮生成含 有NOx的廢氣。排放源排放的NO x主要是N0,濃度范圍從幾十到幾百ymol/mol ;N02濃度很 低，燃煤電站鍋爐排放NO2約占氮氧化物的2%左右，濃度僅有幾個(gè)μ mol/mol ;煙氣干法、 半干法、濕法脫硫、濕法除塵時(shí)，煙氣中的酸性氣體NO2與堿性物質(zhì)反應(yīng)生成鹽或溶于水；同 樣NO 2在水泥生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯或立窯與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽；排放煙氣中NO2的濃度很低， 幾乎測(cè)不出。通常煤粉燃燒[N0 2]/[N0x]X100%~ 5%，燃?xì)鉁u輪機(jī)[N02]/[N0x]X100% ^ 10 %?15%，玻璃熔窯廢氣[NO2]/[NOx] X 100 % ^ 10%。高濃度NO2能夠產(chǎn)生棕色的煙 羽。產(chǎn)生NOx的主要污染源是燃煤、燃?xì)?、燃油鍋爐等。NOx是國家和各省市大氣污染物綜合 排放標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)、建材行業(yè)、冶金行業(yè)、化工行業(yè)、城市公共事業(yè)行業(yè)（垃圾、危險(xiǎn)廢物） 和燃燒化石燃料的工業(yè)以及取暖鍋爐等要求監(jiān)測(cè)的污染物。
[0003] 大氣中NOj^i人有致毒作用，主要是通過呼吸系統(tǒng)危害人體，可致急性和慢性中 毒。中毒癥狀主要是對(duì)粘膜組織的損害、呼吸道炎癥、咳嗽、咳血、支氣管炎、肺炎和肺水腫， 嚴(yán)重的可致肺壞疽，并可引起興奮、痙攣，神經(jīng)炎等神經(jīng)癥狀。吸入高濃度的NO x可迅速出 現(xiàn)窒息、痙攣現(xiàn)象并很快死亡。慢性中毒可引起慢性支氣管炎及神經(jīng)衰弱癥的后遺癥。NOx 的危害，還在于能與碳?xì)浠衔镌谔栒丈湎掳l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)生成光化學(xué)煙霧。其 最明顯的危害作用是刺激人的眼睛，引起紅眼病。此外，對(duì)人的鼻、咽喉、氣管、肺有明顯的 刺激作用，從而增大呼吸阻力。
[0004] 目前，有關(guān)固定污染源廢氣中氮氧化物的測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)有：HJ/T42-1999《固定污染 源排氣中氮氧化物的測(cè)定一紫外分光光度法》（濕化學(xué)法）、HJ/T43-1999《固定污染源排氣 中氮氧化物的測(cè)定一鹽酸萘乙二胺分光光度法》（濕化學(xué)法）、HJ692-2014《污染源廢氣氮 氧化物的測(cè)定非分散紅外吸收法》（儀器法）和HJ693-2014《固定污染源廢氣氮氧化物的 測(cè)定定電位電解法》（儀器法）。其中濕化學(xué)法操作比較麻煩，定電位電解法易受C0 2、NH3、 水分等干擾。非分散紅外吸收法需要將NO2轉(zhuǎn)換為NO后再測(cè)定NO的濃度，由于轉(zhuǎn)換效率 受多種因素的影響效率不高，特別是廢氣中NO 2濃度高時(shí)，測(cè)定結(jié)果可靠性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，該方法利用一 氧化氮和二氧化氮吸收200nm?400nm近紫外光區(qū)內(nèi)特征波長的光，由朗伯一比爾定律定 量廢氣中一氧化氮和二氧化氮的濃度。實(shí)驗(yàn)證明：紫外吸收法能適應(yīng)更廣泛的固定源排放 氮氧化物的測(cè)定。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特 征是，以紫外吸收法氮氧化物分析儀或帶紫外吸收法氮氧化物分析的多組分氣體分析儀為 監(jiān)測(cè)儀器，利用一氧化氮在近紫外光區(qū)內(nèi)吸收200nm?230nm特征波長的光和二氧化氮在 近紫外光區(qū)內(nèi)吸收380nm?400nm特征波長的光，由朗伯一比爾定律定量廢氣中一氧化氮 和二氧化氮的濃度，然后進(jìn)一步計(jì)算得到氮氧化物的排放速率。
[0007] 其中氮氧化物為：固定染源廢氣中以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化 物。
[0008] 上述監(jiān)測(cè)儀器包括主機(jī)（含流量控制裝置、抽氣泵、監(jiān)測(cè)器等）、采樣管（含濾塵裝 置和加熱裝置）、導(dǎo)氣管、除濕冷卻裝置等。如青島博睿光電科技有限公司生產(chǎn)的博睿3040 紫外吸收煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（便攜式煙氣分析儀）等。
[0009] 測(cè)定熱濕廢氣樣品的儀器不使用除濕冷卻裝置，但應(yīng)配置測(cè)定熱濕廢氣樣品含濕 量的傳感器。
[0010] 該測(cè)定方法具體包括以下步驟：
[0011] ⑴測(cè)定
[0012] 將監(jiān)測(cè)儀器的采樣管插入煙道采樣點(diǎn)位，以監(jiān)測(cè)儀器規(guī)定的采樣流量（如博睿 3040紫外吸收煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采樣流量為0. 5?I. 5L/min)連續(xù)自動(dòng)采樣，待監(jiān)測(cè)儀器讀 數(shù)穩(wěn)定后即可記錄NO或者NO2的濃度讀數(shù)；每分鐘記錄一次分鐘平均值，取5min?15min 的平均值作為一次測(cè)定結(jié)果；測(cè)定結(jié)束后，將采樣管置于清潔的環(huán)境空氣或氮?dú)庵?，使儀器 示值回到零點(diǎn)附近后關(guān)閉監(jiān)測(cè)儀器；
[0013] (2)由下述公式計(jì)算氮氧化物的質(zhì)量濃度
[0014] 氮氧化物濃度等于一氧化氮濃度與二氧化氮濃度之和，按下式計(jì)算以二氧化氮計(jì) 的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干廢氣中的氮氧化物質(zhì)量濃度；
[0015] a.干廢氣中，由一氧化氮和二氧化氮的體積濃度轉(zhuǎn)換為氮氧化物的質(zhì)量濃度，按 式⑴計(jì)算：

【權(quán)利要求】
1. 一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特征是，以紫外吸收法氮 氧化物分析儀或帶紫外吸收法氮氧化物分析的多組分氣體分析儀為監(jiān)測(cè)儀器，利用一氧 化氮在近紫外光區(qū)內(nèi)吸收200nm?230nm特征波長的光和二氧化氮在近紫外光區(qū)內(nèi)吸收 380nm?400nm特征波長的光，由朗伯一比爾定律定量廢氣中一氧化氮和二氧化氮的濃度， 然后進(jìn)一步計(jì)算得到氮氧化物的排放速率；其中氮氧化物為固定染源廢氣中以一氧化氮和 二氧化氮形式存在的氮的氧化物。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特征 是，所述監(jiān)測(cè)儀器包括主機(jī)、采樣管、導(dǎo)氣管、除濕冷卻裝置或者測(cè)定熱濕廢氣樣品含濕量 的傳感器；所述主機(jī)含流量控制裝置、抽氣泵和監(jiān)測(cè)器；所述采樣管含濾塵裝置和加熱裝 置。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特征 是，包括以下步驟： ⑴測(cè)定 將監(jiān)測(cè)儀器的采樣管插入煙道采樣點(diǎn)位，以監(jiān)測(cè)儀器規(guī)定的采樣流量連續(xù)自動(dòng)采樣， 待監(jiān)測(cè)儀器讀數(shù)穩(wěn)定后即可記錄NO或者NO2的濃度讀數(shù)；每分鐘記錄一次分鐘平均值，取 5min?15min的平均值作為一次測(cè)定結(jié)果；測(cè)定結(jié)束后，將采樣管置于清潔的環(huán)境空氣或 氮?dú)庵?，使儀器示值回到零點(diǎn)附近后關(guān)閉監(jiān)測(cè)儀器； (2) 由下述公式計(jì)算氮氧化物的質(zhì)量濃度 氮氧化物濃度等于一氧化氮濃度與二氧化氮濃度之和，按下式計(jì)算以二氧化氮計(jì)的標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)下干廢氣中的氮氧化物質(zhì)量濃度； a. 干廢氣中，氮氧化物的質(zhì)量濃度，按下式計(jì)算：
b. 濕廢氣中，氮氧化物的質(zhì)量濃度下式計(jì)算： 46Λ Λ %1 P=-x( ^ + ^)x- 22.4%PNOPJI^-Xsw 式中：P-標(biāo)準(zhǔn)狀況下干廢氣中氮氧化物的質(zhì)量濃度，mg/m3 ; P'*-干廢氣中一氧化氮的體積濃度，μmol/mol; P'N〇2-干廢氣中二氧化氮的體積濃度，μmol/mol; p'm-濕廢氣中一氧化氮的體積濃度，μmol/moI; Pnot-濕廢氣中二氧化氮的體積濃度，μmol/moI; Xsw-廢氣中含濕量，％ ; (3) 由下述公式計(jì)算氮氧化物的排放速率 氮氧化物排放速率按下式計(jì)算： G= PXQsnXKT6 式中： G-氮氧化物排放速率，kg/h; P-干排氣中氮氧化物質(zhì)量濃度，mg/m3 ; Qsn-標(biāo)準(zhǔn)狀況下排氣流量，m3/h。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特征 是，所述監(jiān)測(cè)儀器的采樣管前端置于盡量靠近廢氣筒中心位置。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種固定污染源廢氣氮氧化物的紫外吸收測(cè)定方法，其特征 是，二氧化硫和二氧化氮對(duì)一氧化氮有干擾，采用數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法消除影響。
【文檔編號(hào)】G01N21/33GK104316485SQ201410687364
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】潘光, 李恒慶, 潘齊, 付軍華, 谷樹茂, 徐標(biāo), 鄒康, 李毅明, 王緒剛 申請(qǐng)人:山東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站