[发明专利]基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种硫化氢气体浓度检测装置，包括氘灯、第一石英透镜、样品池、电磁阀、流量计、气泵、第二石英透镜、氧气储气罐、硫化氢储气罐、气压计、光纤、光谱仪以及计算机，氘灯作为光源，氘灯发出的光线经过同轴的第一石英透镜，第一石英透镜与第二石英透镜之间设有样品池，样品池的每个进出口都设有电磁阀，在样品池尾端设置有出气口，出气口连接一个装有强碱溶液的容器，样品池尾部设置有挡光板，同时连有气压计，在第二石英透镜的另一侧设有光纤，光纤连接一台光谱仪，光谱仪的数据输出端与计算机连接，硫化氢储气罐通过第一流量计、电磁阀连接样品池进气口，氧气储气罐通过第二流量计、气泵、氧气进气电磁阀组连接样品池进气口。

技术领域

本发明涉及气体浓度的检测领域，具体地涉及一种基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置及其检测方法。

背景技术

H₂S一般作为某些化学反应和蛋白质自然分解过程的产物以及某些天然物的成分和杂质, 而经常存在于多种生产过程中以及自然界中.如采矿和有色金属冶炼.煤的低温焦化,含硫石油开采、提炼,橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有硫化氢产生.开挖和整治沼泽地、沟渠、印染、下水道、隧道以及清除垃圾、粪便等作业,还有天然气、火山喷气、矿泉中也常伴有硫化氢存在。

H₂S具有腐蚀性，它累积到设备上会导致设备老化或故障，这种现象在电力设备中尤其严重。电力设备中H₂S气体主要是由SF₆气体分解生成，SF₆气体被广泛应用于气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、SF₆断路器、互感器等电气设备中，我国126kV及以上电压等级的电网主要采用SF₆气体绝缘的开关设备，尤其在国家电网公司特高压交流示范工程中均采用GIS 或HGIS。综上，硫化氢对环境以及工业设备都会产生严重的危害。

目前，检测硫化氢浓度方法有化学法(包括碘量法、汞量法等)、物理法(包括光谱法、激光法)，本次测量采用的是紫外差分吸收光谱法。硫化氢的主要紫外吸收波段在200nm以下，即真空紫外波段；硫化氢的吸收截面较宽，不利于用紫外吸收法直接测量硫化氢的浓度；氧气的紫外吸收波段与硫化氢的紫外吸收波段有较大重叠，对测量硫化氢的浓度影响较大，所以要针对以上影响因素提出新的测量方法。

发明内容

因为二氧化硫在紫外波段有明显的吸收特征，而且不会受到其他气体的影响，另外硫化氢具有一定的还原性，本发明利用紫外光催化方法，把氧气转化成臭氧，利用臭氧的强氧化性，让臭氧与硫化氢快速反应生成二氧化硫，从而通过测定二氧化硫的浓度来确定硫化氢的浓度。

具体地，本发明提供一种基于紫外光催化转化的硫化氢气体浓度检测装置，其包括光路部分、气路部分和数据采集处理装置；

所述光路部分包括氘灯、第一石英透镜、第二石英透镜、样品池、挡光板、光纤及光谱仪；所述气路部分包括氧气储气罐、硫化氢储气罐、气泵、气压计、流量计与强碱溶液池；

光线经过第一石英透镜转化为一束平行光进入样品池，经过样品池的光束再经过第二石英透镜汇聚至光纤接收端，光线经光纤传播至光谱仪的输入端，光谱仪对输入光线进行处理，最后将特征吸收光谱数据信号通过数据传输端口传至数据采集处理装置，所述数据采集处理装置对特征吸收光谱数据信号进行滤波和浓度计算；

硫化氢气体和氧气分别通过电磁阀与流量计借助于气体管路进入样品池进行检测。

优选地，在样品池的上侧设置有多个氧气进气孔，每个氧气进气孔配有一个小型气泵，氧气进气孔均匀分布。

优选地，所述出气口置有强碱溶液池，强碱溶液池的配置用于利用强碱溶液与酸性气体中和，防止排出气污染环境。

优选地，样品池为圆柱形。

优选地，所述数据采集处理装置为计算机。