[发明专利]一种过氧乙酰基硝酸酯浓度在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境质量监测领域，具体涉及一种过氧乙酰基硝酸酯 浓度在线监测系统。

背景技术

过氧乙酰硝酸酯(Peroxyacetyl nitrate，PAN)是大气光化学反应 的产物之一，同时也是光化学污染的重要指示剂。PAN具有刺激性、 诱变性和致癌性等生理毒性，同时也会破坏植物叶片中的细胞，造成 植物的坏死。在环境科学方面，通过对PAN及其同系物，如过氧丙酰 硝酸酯PPN和过氧甲基乙烯酰基硝酸酯MPAN的研究，可有效地揭示 大气光化学污染的过程和机理，对有效地控制和改善空气质量具有重 要意义。但是，由于大气中的PAN/PPN/MPAN等浓度通常非常低 (10^-9-10^-12)且不稳定，利用传统分析手段对PAN/PPN/MPAN进行监 测和研究十分困难，目前，我国对过氧乙酰硝酸酯PAN的监测研究屈 指可数，原因在于其监测技术上存在困难，特别是在线监测仪器的研 究和开发处于空白状态。至今很少见到相关物质监测和研究的报导。 随着我国城市机动车数量日趋增大，光化学烟雾污染日益严重，迫切 需要开展相关研究。而研究开发适合于我国国情、具有自主知识产权 的PANs在线检测/标定一体化仪器是十分必要的。

虽然已有相关文献公开了过氧酰硝酸酯类物质的自动进样系统， 但该系统中PAN标气都是先在实验室内事先生产，再送入到自动进样 系统对仪器进行标定，标定条件依赖于实验室，无法实现在线合成 PAN标气。同时由于GC-ECD(色谱柱-电子俘获监测器)分析系统是 整个PANs在线检测与标定仪器的核心，对温度、压力控制的要求最 高，也是自动进样系统和标气生成源系统与仪器整体联接的纽带，但 现有技术中缺乏对GC-ECD分析系统的温度、压力控制，使过氧乙酰 硝酸酯浓度的监测受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种过氧乙酰基硝酸酯浓度在线监测系统， 该系统中使用可以在线合成PAN标气的标气生产单元，克服了现有技 术中监测系统中标定依赖于实验室合成PAN标气的缺陷，同时，还对 GC-ECD分析系统的温度、压力控制，提高了过氧乙酰硝酸酯浓度的 监测的稳定性和精确度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种过氧乙酰基硝酸酯浓度在线监测系统，该系统包括：

自动进样控制单元，用于分别输送零空气、PAN标气和空气样本；

标气生产单元，其包括：设置有进气口和出气口的反应仓；同时 接入进气口的NO气源和丙酮气源；紫外线灯，用于在反应仓内通入 NO气体和过量的丙酮气时进行紫外照射，使室内的丙酮气、NO气和 氧气发生反应生成PAN气体，由出气口排出已知浓度的PAN标气；

监测单元，用于分别采集零空气、PAN标气和空气样本的数据， 在线分析监测空气样本中过氧乙酰基硝酸酯类的浓度。

优选地，所述监测单元包括：色谱柱，用于对所输入气体的色谱 进行分离；

色谱柱箱，用于对色谱柱进行温度控制和外部保护；

电子俘获监测器，用于将色谱柱的分离结果转化为电信号；

色谱分析单元，用于根据所述电信号进行色谱分析得到所输入气 体的过氧乙酰基硝酸酯浓度。

优选地，所述色谱柱箱包括：风扇、散热片、半导体制冷片、紫 铜板和温度控制单元，

所述半导体制冷片与紫铜板的一面紧密接合；

所述散热片与半导体制冷片连接，所述风扇用于吹动散热片；

所述紫铜板上与半导体制冷片相对的一面边缘具有凹槽使中央 形成凸台，所述色谱柱在所述凹槽内并缠扰在所述凸台上；

温度控制单元，用于采集色谱柱的温度并控制半导体制冷片。

优选地，所述紫铜板的外形为正方形，所述凹槽为环形槽。

优选地，所述紫铜板的边长为65mm，所述环形槽的外径为 60mm，所述环形槽的内径为30mm。

优选地，所述色谱柱为毛细管熔融石英色谱柱，所述色谱柱长为 5m，内径为0.53mm，内涂1-μm交联三氟丙基硅氧烷。

优选地，监测单元包括六通进样阀和六通阀进样阀控制单元，

所述六通进样阀的其中一个接口A与所述自动进样控制单元连 接，其中一个接口B连接氦气管，其中一个接口C接真空泵，其中 一个接口C连接色谱柱，其余两个接口外部连接形成定量管；