[发明专利]测量废气中的氮氧化物和至少一种其他成分的气体分析仪

说明书

本发明涉及一种用于测量废气(1)的氮氧化物和至少一种其他成分的气体分析仪，其包括用于处理废气(1)的氧化装置(7)和下游的光度计(12)，光度计用于通过在350nm与500nm之间的近紫外范围内的光吸收来测量二氧化氮浓度。氧化装置(7)具有位于排气路径中的反应室(9)和下游的加热室(10)。在反应室(9)中，紫外光源(8)由废气(1)的剩余氧含量生成臭氧，从而在废气(1)中将一氧化氮转化成二氧化氮。在加热室(10)中，氮氧化物和多余的臭氧被分解成二氧化氮和氧。光度计(12)输出测得的二氧化氮浓度作为未处理的废气(1)的氮氧化物浓度。在反应室(9)与加热室(10)之间的排气路径中存在其他光度计(14)，其通过在220nm与300nm之间的中紫外范围内的光吸收测量部分处理的废气(1’)中的臭氧浓度，并且将其作为未处理的废气(1)的氧浓度输出。

技术领域

本发明涉及一种用于测量废气中的氮氧化物和至少一种其他成分的气体分析仪，其具有

-氧化装置，氧化装置具有臭氧发生器、位于排气路径中的反应室以及在排气路径中位于反应室下游的加热室，氧化装置构造用于，在反应室中利用生成的臭氧处理废气，从而将一氧化氮转化成二氧化氮，并且在加热室中将氮氧化物和多余的臭氧热分解成二氧化氮和氧，以及

-在排气路径中位于氧化装置下游的光度计，光度计被构造用于，根据在已处理的废气中在350nm与500nm之间的近紫外范围内的光吸收，确定二氧化氮浓度并且将二氧化氮浓度作为未处理的废气的氮氧化物浓度输出。

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)中已知一种具有光度计的气体分析仪，其用于测量废气中的氮氧化物和二氧化硫。在分析之前，分两级处理废气，其中，在第一级中借助臭氧将包含在废气中的一氧化氮转化为用光度计可测量的二氧化氮。臭氧借助放电由空气中的氧来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℃，以便将多余的臭氧以及通过二氧化氮和臭氧反应生成的且无法由光度计测量的五氧化二氮(N2O5)热分解成二氧化氮。由气体分析仪得出的二氧化氮浓度因此是废气中的氮氧化物浓度的量度。

在现有气体分析仪的光度计中，将发射波长为280nm的第一发光二极管和发射波长为400nm的第二发光二极管彼此紧密地布置成LED阵列。其光借助准直透镜成形为平行光束，该平行光束透射由已处理的废气穿流的测量室，并且随后聚焦到探测器上。借助在准直透镜与测量室之间的分束器将一部分光偏转到监控探测器上。发光二极管被交替地接通和断开，以便在280nm的吸收波长处探测包含于废气中的二氧化硫，并在400nm的吸收波长处探测二氧化氮。在评估探测器信号以得出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，利用监控探测器的信号将探测器信号归一化。借助于珀耳帖元件(Peltierelement)将发光二极管的温度调节到恒定值。

从US 5 806 305A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，在以催化剂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UV光，例如在185nm波长下的汞蒸汽灯产生。

从EP 1 020 620 B1中已知，为了相同的目的，由新鲜空气或废气借助UV光、微波或火花放电来生成臭氧。

从EP 2 157 421 A1中已知，为了分析燃料的硫含量，通过燃烧燃料的样品并通过紫外荧光测量法来确定废气中的二氧化硫浓度。为了避免由于一氧化氮而干扰测量，废气事先在容器中暴露于低压汞放电灯的光(185nm)下，以便由剩余氧含量生成臭氧进而将一氧化氮转化为二氧化氮。