[实用新型]一种船舶发动机排气污染物中NOx的在线测量装置

说明书

技术领域

本实用涉及一种船舶发动机排气污染物中NOx的在线测量装置。

背景技术

船舶运输工业发展迅速,成为物流的主力，2015年全国港口完成货物吞吐量107.8亿吨，其中外贸吞吐量达30.6亿吨，分别是1978年的38和51倍，港口吞吐量连续多年保持世界第一。

但是船用柴油机尾气排放：排放物危害大、排放量大、污染严重。船机排气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、颗粒物等排气污染物。美国国家环保局将柴油机排放的40多种化合物列入了“危险空气污染物清单”(HAPs)，如：甲醛、乙醛、 1,3－丁二烯、苯、多环芳烃类和砷、铅、汞、锰等金属的化合物。

在相关法规中，对于环保要求，国家法律、法规提高了NOx排放要求。例如大气污染防治法》等一系列相关法律法规正式实施，环境保护部正式发布《船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》(GB15097-2016)。

但是船舶尾气治理技术研究现状：国外垄断、国内空白。因国内船舶尾气治理的标准和技术落后，和发达国家相比，GB15097-2016的第一阶段和目前欧洲实施的标准相当，第二阶段和美国第三阶段实施的标准相当。

柴油机所使用的柴油含有大量高燃点的油类物质，致使其在柴油机气缸内燃烧远远没有轻油彻底、这就造成尾气中含有大量有毒有害物质，包含一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物，甚至还有尚未燃烧的微液滴油类和类沥青的物质。通常所说的氮氧化物 (NOx)主要包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等几种。这些氮氧化物的危害主要包括:①NOX对人体及动物的致毒作用；②对植物的损害作用；③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一；④NOX与碳氢化合物形成光化学烟雾；⑤NOX亦参与臭氧层的破坏。

(1)对动物和人体的危害

N0对血红蛋白的亲和力非常强，是氧的数十万倍。一旦NO进入血液中，就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来，与血红蛋白牢固地结合在一起。长时间暴露在1～1.5mg/ l的NO。环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变.这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生，甚至是肺癌等症状的产生。

(2)形成光化学烟雾

N0排放到大气后有助于形成O3。，导致光化学烟雾的形成NO+HC+O2+阳光 NO2+O3(光化学烟雾)这是一系列反应的总反应。其中HC为碳氢化合物，一般指 VOC(volatile organic compound)。VOC的作用则使从NO转变为NO2时不利用O3，从而使O3富集。光化学烟雾对生物有严重的危害，如1952年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件致使大批居民发生眼睛红肿、咳嗽、喉痛、皮肤潮红等症状，严重者心肺衰竭，有几百名老人因此死亡。该事件被列为世界十大环境污染事故之一。

(3)导致酸雨酸雾的产生

高温燃烧生成的NO排人大气后大部分转化成NO，遇水生成HNO3、HNO2，并随雨水到达地面，形成酸雨或者酸雾。

(4)破坏臭氧层

N2O能转化为NO，破坏臭氧层，其过程可以用以下几个反应表示：

N2O+O→N2+O2，N2+O2→2NO NO+O3→NO2+O2， NO2+O→NO+O2 O3+0→2O2

上述反应不断循环，使O3分解，臭氧层遭到较大的破坏。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种船舶发动机排气污染物中NOx的在线测量装置，包括尾气排放管、尾气预处理装置、加热取样管路、转化器、氮氧化物气体分析仪、冷凝槽和压力调节阀，所述尾气排放管上固定安装二套尾气预处理装置，尾气预处理装置的末端通过加热取样管路与第二选择阀的第一端口相连，第二选择阀的第二端口通过转化器与冷凝槽的进气口相连，冷凝槽的出气口通过截止阀与氮氧化物气体分析仪的进气口相连，氮氧化物气体分析仪的出气口与第一流量计的进气端相连，第一流量计的出气端通大气。

作为本实用新型进一步的方案：所述尾气预处理装置由排气采样探头、第一选择阀、第一过滤器、第一温度传感器、第二过滤器和加热取样泵组成，排气采样探头、第一选择阀、第一过滤器、第一温度传感器、第二过滤器和加热取样泵通过加热取样管路依次连接，排气采样探头固定安装在尾气排放管的内壁上。