[发明专利]固定污染源废气氮氧化物的紫外吸收测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定污染源废气测定方法及与其配套的紫外吸收法烟气监测设备，属于环境监测技术领域。

背景技术

燃料在高温下燃烧是人为产生氮氧化物(NO_x)的主要来源，例如：汽车和火电厂产生的NOx。燃料(燃料NOx)中氮的化合物的氧化和燃烧空气(热生成NOx)中的氮生成含有NOx的废气。排放源排放的NO_x主要是NO，浓度范围从几十到几百μmol/mol；NO₂浓度很低，燃煤电站锅炉排放NO₂约占氮氧化物的2％左右，浓度仅有几个μmol/mol；烟气干法、半干法、湿法脱硫、湿法除尘时，烟气中的酸性气体NO₂与碱性物质反应生成盐或溶于水；同样NO₂在水泥生产的回转窑或立窑与碱性氧化物反应生成盐；排放烟气中NO₂的浓度很低，几乎测不出。通常煤粉燃烧[NO₂]/[NOx]×100％≈5％，燃气涡轮机[NO₂]/[NOx]×100％≈10％～15％，玻璃熔窑废气[NO₂]/[NOx]×100％≈10％。高浓度NO₂能够产生棕色的烟羽。产生NO_x的主要污染源是燃煤、燃气、燃油锅炉等。NOx是国家和各省市大气污染物综合排放标准、电力行业、建材行业、冶金行业、化工行业、城市公共事业行业(垃圾、危险废物)和燃烧化石燃料的工业以及取暖锅炉等要求监测的污染物。

大气中NO_x对人有致毒作用，主要是通过呼吸系统危害人体，可致急性和慢性中毒。中毒症状主要是对粘膜组织的损害、呼吸道炎症、咳嗽、咳血、支气管炎、肺炎和肺水肿，严重的可致肺坏疽，并可引起兴奋、痉挛，神经炎等神经症状。吸入高浓度的NO_x可迅速出现窒息、痉挛现象并很快死亡。慢性中毒可引起慢性支气管炎及神经衰弱症的后遗症。NO_x的危害，还在于能与碳氢化合物在太阳照射下发生一系列光化学反应生成光化学烟雾。其最明显的危害作用是刺激人的眼睛，引起红眼病。此外，对人的鼻、咽喉、气管、肺有明显的刺激作用，从而增大呼吸阻力。

目前，有关固定污染源废气中氮氧化物的测定的标准有：HJ/T42-1999《固定污染源排气中氮氧化物的测定—紫外分光光度法》(湿化学法)、HJ/T43-1999《固定污染源排气中氮氧化物的测定—盐酸萘乙二胺分光光度法》(湿化学法)、HJ692-2014《污染源废气氮氧化物的测定非分散红外吸收法》(仪器法)和HJ693-2014《固定污染源废气氮氧化物的测定定电位电解法》(仪器法)。其中湿化学法操作比较麻烦，定电位电解法易受CO₂、NH₃、水分等干扰。非分散红外吸收法需要将NO₂转换为NO后再测定NO的浓度，由于转换效率受多种因素的影响效率不高，特别是废气中NO₂浓度高时，测定结果可靠性较差。

发明内容

本发明提供了一种固定污染源废气氮氧化物的紫外吸收测定方法，该方法利用一氧化氮和二氧化氮吸收200nm～400nm近紫外光区内特征波长的光，由朗伯—比尔定律定量废气中一氧化氮和二氧化氮的浓度。实验证明：紫外吸收法能适应更广泛的固定源排放氮氧化物的测定。

本发明的技术方案是：一种固定污染源废气氮氧化物的紫外吸收测定方法，其特征是，以紫外吸收法氮氧化物分析仪或带紫外吸收法氮氧化物分析的多组分气体分析仪为监测仪器，利用一氧化氮在近紫外光区内吸收200nm～230nm特征波长的光和二氧化氮在近紫外光区内吸收380nm～400nm特征波长的光，由朗伯—比尔定律定量废气中一氧化氮和二氧化氮的浓度，然后进一步计算得到氮氧化物的排放速率。

其中氮氧化物为：固定染源废气中以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。

上述监测仪器包括主机(含流量控制装置、抽气泵、监测器等)、采样管(含滤尘装置和加热装置)、导气管、除湿冷却装置等。如青岛博睿光电科技有限公司生产的博睿3040紫外吸收烟气监测系统(便携式烟气分析仪)等。

测定热湿废气样品的仪器不使用除湿冷却装置，但应配置测定热湿废气样品含湿量的传感器。

该测定方法具体包括以下步骤：

(1)测定