[发明专利]用于测量废气中的氮氧化物和二氧化硫的气体分析仪

说明书

待分析的废气(1)在未受处理的情况下被引导经过第一测量室(13)并且在氧化装置(23)中处理之后被引导经过第二测量室(16)。在氧化装置(23)中由氧气、优选从废气(1)的残余氧产生臭氧，以便借此将包含在废气(1)中的一氧化氮转化为二氧化氮。气体分析仪具有在350nm与500nm之间照射的第一发光二极管(2)和在250nm与300nm之间照射的第二发光二极管(4)，它们的两路光(3、5)经过第一测量室(13)被引导到第一检测器(14)上。第一发光二极管(2)的光(3)的一部分借助于分束器装置(10)经过第二测量室(16)被引导到第二检测器(17)上。除了未处理的废气(1)的二氧化硫浓度之外，在第一测量室(13)中也基于第一检测器信号(29)来测量其二氧化氮浓度。基于第二检测器信号(30)，在第二测量室(16)中测量经处理的废气(1)的二氧化氮浓度。另外，由这两个测量到的二氧化氮浓度测定废气(1)的氮氧化物浓度。

技术领域

本发明涉及一种用于测量废气中的氮氧化物和二氧化硫的气体分析仪，其具有：

-在350nm和500nm之间的近紫外范围中照射的第一发光二极管，

-在250nm和300nm之间的中紫外范围中照射的第二发光二极管，

-由废气穿流且由两个发光二极管的光透射的第一测量室，

-在透射测量室之后检测两个发光二极管的光的第一检测器，该第一检测器产生具有由第一发光二极管的光得到的第一信号分量和由第二发光二极管的光得到的第二信号分量的第一检测器信号，

-评估装置，该评估装置由第一信号分量测定第一测量室中的废气的二氧化氮浓度并且由第二信号分量测定二氧化硫浓度，和

-氧化装置，该氧化装置构成用于利用臭氧处理废气，以便将包含在废气中的一氧化氮转化为二氧化氮。

背景技术

从Ryoichi Higashi等著的“A NOx and SO2 gas analyzer using deep-UV andviolet light-emitting diodes for continuous emissions monitoring Systems”，Proc.SPIE 9003,Light-Emitting Diodes:Materials,Devices,and Applications forSolid State Lighting XVIII,90031F(2014年2月27日)中已知一种用于测量废气中的氮氧化物和二氧化硫的气体分析仪。在分析前，分两级处理废气，其中，在第一级中借助于臭氧将包含在废气中的一氧化氮转化为可借助气体分析仪测量的二氧化氮。臭氧借助于放电由空气中的氧气产生并且被输送给废气。在第二处理级中，废气被加热到大约300℃，以便将多余的臭氧、和通过二氧化氮和臭氧反应生成的、且无法由气体分析仪测量的五氧化二氮(N2O5)热分解成二氧化氮。由气体分析仪测定的二氧化氮浓度因此是废气中的氮氧化物浓度的量度。

在已知的气体分析仪中，将辐射波长为280nm的MUV发光二极管和辐射波长为400nm的NUV发光二极管彼此紧密并排地布置成LED阵列。其光借助于准直透镜成形为平行的光束，该光束透射由经处理的废气穿流的测量室并且随后聚焦到检测器上。借助于准直透镜和测量室之间的分束器将光的一部分偏转到监控检测器上。发光二极管交替地接通和断开，以便在280nm的吸收波长中检测包含于废气中的二氧化硫并在400nm的吸收波长中检测二氧化氮。在评估检测器信号以测定废气中的二氧化硫浓度和二氧化氮浓度或氮氧化物浓度之前，利用监控检测器的信号将检测器信号归一化。借助于帕帖尔元件将发光二极管的温度调节到恒定值。

从US 5 806 305 A中已知一种用于在内燃机(汽油机或柴油机)中进行废气催化后处理的装置，其中，在催化器中处理废气之前将臭氧输送给废气。臭氧在臭氧发生器中由新鲜空气借助于UV光、例如水银蒸汽灯在185nm的波长下产生。