专利汇可以提供一种大气中五氧化二氮和硝酸浓度在线监测系统及监测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种大气中五 氧 化二氮和 硝酸 浓度在线监测系统和方法。在线监测系统包括 气溶胶 过滤单元、气体湿式吸收转化单元和光学吸收检测单元,气溶胶过滤单元的进口端与待检测大气连通,用于去除气体中的颗粒物,出口端分为两路分别与第一和第二气体湿式吸收转化单元连接,将气体中的氮化合物用酸性吸收溶液吸收为硝酸盐溶液,再进一步转化为亚硝酸盐;第一气体湿式吸收转化单元的前端设有NO气源,将通入气体中的N2O5转化为NO2;两个气体湿式吸收转化单元的后端分别与第一和第二光学吸收检测单元连接,将亚硝酸盐转化为具有紫外‑可见的吸收性物质,并进行光学检测;第一光学吸收检测单元获得去除N2O5的大气硝酸浓度,第二光学吸收检测单元获得大气硝酸和大气N2O5的浓度和。,下面是一种大气中五氧化二氮和硝酸浓度在线监测系统及监测方法专利的具体信息内容。
1.一种大气中五氧化二氮和硝酸浓度在线监测系统,包括气溶胶过滤单元、气体湿式吸收转化单元和光学吸收检测单元,气溶胶过滤单元用于去除待检测大气中的颗粒物,气体湿式吸收转化单元用于将进入的气体中的氮化合物首先用酸性吸收溶液吸收为硝酸盐溶液,再进一步转化为亚硝酸盐,光学吸收检测单元用于将来自气体湿式吸收转化单元的亚硝酸盐转化为具有紫外-可见的吸收性物质,并进行光学检测,其特征在于,待检测大气与气溶胶过滤单元(1)的进口端连通,气溶胶过滤单元(1)的出口端分为两路,分别与第一气体湿式吸收转化单元和第二气体湿式吸收转化单元连接,第一气体湿式吸收转化单元的前端还设有NO气源,用于将通入气体中的N2O5转化为NO2,第一气体湿式吸收转化单元的后端与第一光学吸收检测单元连接,第二气体湿式吸收转化单元的后端与第二光学吸收检测单元连接,第一光学吸收检测单元获得去除N2O5的大气硝酸浓度,第二光学吸收检测单元获得大气硝酸和大气N2O5的浓度和。
2.如权利要求1所述的在线监测系统,其特征在于,第一气体湿式吸收转化单元包括第一吸收管(2)和第一转换管(16),第二气体湿式吸收转化单元包括第二吸收管(6)和第二转换管(15),将酸性吸收溶液通入第一吸收管(2)和第二吸收管(6),与气体进行混合吸收,然后分别进入第一转换管(16)和第二转换管(15),转化为亚硝酸盐。
3.如权利要求2所述的在线监测系统,其特征在于,所述酸性吸收溶液为硫酸溶液。
4.如权利要求2所述的在线监测系统,其特征在于,第一吸收管和/或第二吸收管为螺旋管结构或直型管结构。
5.如权利要求2所述的在线监测系统,其特征在于,第一吸收管和/或第二吸收管外部设有温度控制单元。
6.如权利要求5所述的在线监测系统,其特征在于,所述温度控制单元采用水循环或半导体制冷或加热带的方式。
7.如权利要求2-6任一项所述的在线监测系统,其特征在于,第一吸收管和/或第二吸收管与除湿器、流量控制器和抽气泵依次连接。
8.如权利要求7所述的在线监测系统,其特征在于,所述除湿器采用玻璃、不锈钢或塑料材质,内部填充包括干燥硅胶、碳酸钙和碳酸钠;所述抽气泵采用机械泵、隔膜泵或活塞泵。
9.如权利要求2-6任一项所述的在线监测系统,其特征在于,第一转换管和/或第二转换管为镉还原柱。
10.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,第一光学吸收检测单元包括第一吸收池(12),第二光学吸收检测单元包括第二吸收池(13),将对氨基苯磺酰胺和N-(1-萘基)-乙二胺的混合溶液通入第一吸收池和第二吸收池,分别与第一气体湿式吸收转化单元和第二气体湿式吸收转化单元转化得到的亚硝酸盐混合,产生具有紫外-可见吸收的物质,光源(11)发出的光进入第一吸收池(12)和第二吸收池(13),被检测器(14)检测。
11.如权利要求10所述的在线监测系统,其特征在于,所述光源(11)采用卤素灯、LED灯或氙灯,输出范围为200nm-1000nm。
12.如权利要求10所述的在线监测系统,其特征在于,第一吸收池和/或第二吸收池为石英吸收池或液体光纤吸收池,吸收光程为1厘米-5米。
13.如权利要求10所述的在线监测系统,其特征在于,所述检测器为二极管或CCD检测器。
14.如权利要求10所述的在线监测系统,其特征在于,所述检测器为多路检测器。
15.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述气溶胶过滤单元为滤膜或颗粒碰撞去除部件。
16.如权利要求15所述的在线监测系统,其特征在于,滤膜材质为石英、玻璃纤维或聚四氟乙烯,滤膜孔径为0.002μm-100μm。
17.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述系统包括多路输出输液泵(10),该输液泵(10)分别输出吸收液至第一吸收管和第二吸收管,以及分别输出对氨基苯磺酰胺和N-(1-萘基)-乙二胺的混合溶液至第一吸收池和第二吸收池。
18.如权利要求17所述的在线监测系统,其特征在于,所述输液泵采用蠕动泵、高压恒流输液泵或微量注射器。
19.如权利要求18所述的在线监测系统,其特征在于,该输液泵为4-20路输出。
20.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述系统还包括电脑控制单元。
21.如权利要求20所述的在线监测系统,其特征在于,所述电脑控制单元用于控制光源强度、流量控制器的流量大小、输液泵的输出流量以及采集检测器的检测数据。
22.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述在线监测系统还包括五氧化二氮标准浓度单元,系统标定时,将五氧化二氮标准浓度单元提供的N2O5通入气溶胶过滤单元(1)。
23.如权利要求21所述的在线监测系统,其特征在于,所述五氧化二氮标准浓度单元包括氧气或空气高压气源(20)、NO2高压气源(21)、流量控制器(22,23)、光解腔(24)和混合室(25),光解腔(24)内设有紫外灯(26),氧气或空气高压气源(20)输出的气体经流量控制器(22)进入光解腔(24),在光解腔(24)中经过紫外灯(26)光解产生定量臭氧,NO2高压气源(21)与流量控制器(23)连接,与光解腔(24)出来的臭氧混合,进入混合室(25),然后与气溶胶过滤单元(1)连接。
24.如权利要求23所述的在线监测系统,其特征在于,所述光解腔(24)为石英或玻璃材质,长度为1cm-50cm,管径1cm-20cm。
25.如权利要求23所述的在线监测系统,其特征在于,所述紫外灯(26)采用发射波长为
185nm或254nm灯管。
26.如权利要求23所述的在线监测系统,其特征在于,所述混合室( 25) 材质为玻璃或石英,体积为5mL-5L。
27.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述系统还包括消除干扰物质影响的平行通道,所述平行通道包括两个吸收管、两个转换管、两个吸收池、输液泵、光源和检测器,平行通道中的吸收管、转换管、吸收池、输液泵以及检测器的连接方式与气体湿式吸收转化单元和光学吸收检测单元中相应部件的连接及运行方式相同,第一吸收管和第二吸收管分别与平行通道的两个吸收管连接。
28.如权利要求1或2所述的在线监测系统,其特征在于,所述系统中还可以进一步增加
1个或多个平行通道,多个平行通道中的吸收管与前一个平行通道的吸收管连接。
29.一种大气中五氧化二氮和硝酸浓度在线监测方法,包括如下步骤:
(1)过滤去除待检测大气中颗粒物;
(2)用酸性吸收溶液将过滤去除颗粒物的气体中的氮化合物吸收为硝酸盐溶液,再进一步转化为亚硝酸盐;
(3)将亚硝酸盐转化为具有紫外-可见的吸收性物质,然后进行光学检测;
其特征在于,待检测大气过滤去除颗粒物后,分为两路,一路与NO混合,将气体中的N2O5转化为NO2,然后再通入第一气体湿式吸收转化单元,转化得到亚硝酸盐,再进一步转化为具有紫外-可见的吸收性物质进行光学检测,获得去除N2O5的大气硝酸浓度;另一路直接通入第二气体湿式吸收转化单元转化为亚硝酸盐,再进一步转化为具有紫外-可见的吸收性物质进行光学检测,获得大气硝酸和大气N2O5的浓度和。
30.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,所述酸性吸收溶液为硫酸溶液。
31.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,NO的通入流量控制为1mL/min~
500L/min。
32.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,第一气体湿式吸收转化单元包括第一吸收管和第一转换管,第二气体湿式吸收转化单元包括第二吸收管和第二转换管,将酸性吸收溶液通入第一吸收管和第二吸收管,与气体进行混合吸收,然后分别进入第一转换管和第二转换管,转化为亚硝酸盐。
33.如权利要求32所述的在线监测方法,其特征在于,第一吸收管和/或第二吸收管外部设有温度控制单元,温度控制为15-45℃。
34.如权利要求32所述的在线监测方法,其特征在于,第一转换管和/或第二转换管为镉还原柱。
35.如权利要求32所述的在线监测方法,其特征在于,第一吸收管和/或第二吸收管与除湿器、流量控制器和抽气泵依次连接,进行检测时,开启抽气泵,设定流量控制器,使待检测大气经过滤后进入气体湿式吸收转化单元。
36.如权利要求35所述的在线监测方法,其特征在于,抽气速度为1mL/min~500L/min。
37.如权利要求29-36任一项所述的在线监测方法,其特征在于,所述两路分别采用第一光学吸收检测单元和第二光学吸收检测单元进行光学检测;其中,第一光学吸收检测单元包括第一吸收池,第二光学吸收检测单元包括第二吸收池,将对氨基苯磺酰胺和N-(1-萘基)-乙二胺的混合溶液通入第一吸收池和第二吸收池,分别与第一气体湿式吸收转化单元和第二气体湿式吸收转化单元转化得到的亚硝酸盐混合,产生具有紫外-可见吸收的物质,光源发出的光进入第一吸收池和第二吸收池,被检测器检测。
38.如权利要求37所述的在线监测方法,其特征在于,所述光源的输出范围为200nm-
1000nm,吸收池的吸收光程为1厘米-5米。
39.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,所述方法中输出吸收液至第一吸收管和第二吸收管,以及输出对氨基苯磺酰胺和N-(1-萘基)-乙二胺的混合溶液至第一吸收池和第二吸收池,其中液体输送流量为1μL/min~500L/min。
40.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,所述在线监测方法中,采用电脑进行工艺条件的控制和检测器检测数据的采集。
41.如权利要求40所述的在线监测方法,其特征在于,采用电脑控制光源强度、流量控制器的流量大小、输液泵的输出流量以及采集检测器的检测数据。
42.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,采用标准浓度的五氧化二氮进行标定,将标准浓度的N2O5经过滤后进入气体湿式吸收转化单元。
43.如权利要求42所述的在线监测方法,其特征在于,所述标准浓度的N2O5由五氧化二氮标准浓度单元产生,所述五氧化二氮标准浓度单元包括氧气或空气高压气源(20)、NO2高压气源(21)、流量控制器(22,23)、光解腔(24)和混合室(25),光解腔(24)内设有紫外灯(26),氧气或空气高压气源(20)输出的气体经流量控制器(22)进入光解腔(24),在光解腔(24)中经过紫外灯(26)光解产生定量臭氧,NO2高压气源(21)与流量控制器(23)连接,与光解腔(24)出来的臭氧混合,进入混合室(25),即反应生成N2O5。
44.如权利要求43所述的在线监测方法,其特征在于,氧气或空气高压气源、NO2高压气源输出气体的流量为1mL/min~500L/min。
45.如权利要求29所述的在线监测方法,其特征在于,所述方法还使用平行通道以消除干扰物质影响,所述平行通道包括两个吸收管、两个转换管、两个吸收池、输液泵、光源和检测器,平行通道中的吸收管、转换管、吸收池、输液泵以及检测器的连接方式与气体湿式吸收转化单元和光学吸收检测单元中相应部件的连接及运行方式相同;第一吸收管和第二吸收管分别与平行通道的两个吸收管连接,未被第一吸收管和第二吸收管吸收的气体分别进入平行通道的两个吸收管。
46.如权利要求45所述的在线监测方法,其特征在于,所述方法中还进一步增加1个或多个平行通道,多个平行通道中的吸收管与前一个平行通道的吸收管连接。
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