一種含活性氮的化合物的轉化裝置的製作方法
2023-05-29 21:20:11 1
專利名稱：一種含活性氮的化合物的轉化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於含活性氮的化合物自動在線監測的含活性氮的化合物的轉化裝置，屬於大氣監測設備技術領域。
背景技術：
隨著社會經濟的高速增長，城市化水平不斷提高，環境空氣汙染特徵發生了顯著變化，區域性大氣汙染問題日趨嚴重，灰霾、光化學煙霧和酸雨等複合型大氣汙染問題較為突出，影響人體健康和生態安全，乃至社會經濟的和諧發展。氮的氧化物既是一次汙染物也是二次汙染物，同時也是酸沉降的主要前體物之一，在氣溶膠和臭氧光化學汙染的前驅體的形成作用上也起至關重要的作用。含有活性氮的化合物包括NO、NO2, NO3> HNO3> N2O5, PAN和多種含氮的有機物等，不包括N2O和NH3。可與CO、VOC等物質經過光化學反應生成O3等二次汙染物，誘發城市光化學煙霧，進而對環境造成更大的汙染。現在在大氣汙染只監測NOx、NO2和NO，其中NOx是 NO2和NO的統稱，還沒有監測所有的含有活性氮的化合物，但是在對流層區域性的酸類輸送和沉降問題上，就需要考慮含有活性氮的化合物的作用；另外，平流層中O3被CFCs催化耗損的過程中起關鍵作用的包括所有的含有活性氮的化合物，而不能只考慮NOx，因此有必要監測大氣中所有含有活性氮的化合物的含量。目前測量所有的含有活性氮的化合物的唯一方法是把含有活性氮的化合物轉化為NO，用化學發光法測量。該方法的原理為含有活性氮的化合物轉化裝置將含有活性氮的化合物轉換成NO，NO與O3發生反應生成激發態的NO/，在返回基態時發射特徵光，發光強度與NO濃度成正比，由光電倍增管將光強度信號轉換成電信號，通過測量電信號得到NO濃度，進而得出所有的含有活性氮的化合物的濃度值。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於含活性氮的化合物氣體監測的含活性氮的化合物的轉化裝置，實現含活性氮的化合物轉化為NO，用化學發光法測量。解決上述技術問題的技術方案是
ー種含活性氮的化合物的轉化裝置，它包括鑰轉化器、採樣管和排氣中心管三部分，其
中
鑰轉化器由爐體、加熱體、催化劑、保溫層和殼體組成，爐體兩端置有進氣管和排氣管， 分別延伸出殼體外，爐體外壁與加熱體緊密接觸，催化劑置於爐體中，保溫層包覆在爐體和加熱體外，爐體、加熱體、保溫層置於殼體中；
採樣管由一根總管連接兩根支管，一根支管與爐體進氣管相連接，另ー根支管連接到排氣中心管；
排氣中心管包括含有活性氮的化合物管、NO管和校準ロ管三根氣路管和兩根電線電路管，含有活性氮的化合物管的一端與採樣管的支管相連接，另一端連接到氮氧化物自動監測儀的輔助ロ，NO管的一端與爐體排氣管相連接，另一端連接到氮氧化物自動監測儀的NO 進氣ロ，校準ロ管連接到動態校準儀的校準ロ，電線電路連接到相應的控制端。上述含活性氮的化合物的轉化裝置，所述爐體是ー根盤管，加熱體是加熱塊，爐體的盤管盤在加熱體的加熱塊上，或爐體為圓筒體，加熱體是加熱套筒，加熱體的加熱套筒環繞在爐體的圓筒體外壁上，加熱體的溫度為300°C -400°C。上述含活性氮的化合物的轉化裝置，所述催化劑是鑰。上述含活性氮的化合物的轉化裝置，它還有防雨罩、防雨帽，防雨罩套在殼體和採樣管、排氣中心管外部，採樣管和排氣中心管的兩端伸出防雨罩外，採樣管進入防雨罩的ー 端安裝有防雨帽。上述含活性氮的化合物的轉化裝置，所述採樣管採用不鏽鋼、特氟龍、聚四氟こ烯或玻璃等不與含有活性氮的化合物氣體反應或吸附的材料製成，採樣管總長小於10cm。上述含活性氮的化合物的轉化裝置，所述保溫層採用玻璃纖維濾棉等保溫材料。本發明的有益效果是
這種含活性氮的化合物的轉化裝置可以把含有活性氮的化合物氣體完全轉化為NO氣體，然後NO用化學發光法檢測出來，實現含有活性氮的化合物氣體濃度值的準確測量，為環境大氣提供參考。具有結構簡單、運行周期長、轉化效率可達96%以上等特點，能夠運用於大氣環境中含有活性氮的化合物氣體濃度的連續在線監測。
圖I是本發明的整體結構示意圖2是本發明的鑰轉化器結構示意圖。附圖中標號如下鑰轉化器I、米樣管2、排氣中心管3、防雨罩4、防雨帽5、爐體6、 加熱體7、催化劑8、保溫層9、殼體10、含有活性氮的化合物管11、NO管12、校準ロ管13。
具體實施例方式用化學發光法檢測含活性氮的化合物的工作原理為
採樣氣體進入採樣管，一部分進入含有活性氮的化合物轉化裝置，經過高溫反應，把樣氣中的HNO3等氣體反應生成NO後，進入到經過改造的氮氧化物自動監測儀(經過改造的氮氧化物自動監測儀去掉了鑰轉化器，更改了電路及軟體算法)，經過過濾器，延遲環路，進入反應室，與臭氧發生反應，由PMT檢測電信號，測量NO的濃度，即為含有活性氮的化合物的濃度；一部分直接進入到經過改造的氮氧化物自動監測儀，經過過濾器進入反應室，樣氣中的NO氣體與臭氧反應，由PMT檢測電信號，測量NO的濃度。此監測儀可同時顯示NO和含有活性氮的化合物的濃度值。由上述檢測過程可以看出，本發明與經過改造的氮氧化物自動監測儀聯用，可實現對含有活性氮的化合物的自動監測，本發明的含活性氮的化合物的轉化裝置包括鑰轉化器I、採樣管2和排氣中心管3三部分。圖中顯示，鑰轉化器I由爐體6、加熱體7、催化劑8、保溫層9、殼體10組成。爐體6是ー根盤管，加熱體7是加熱塊，爐體6的盤管盤在加熱體7的加熱塊上。 也可以是爐體6為圓筒體，加熱體7是加熱套筒，加熱體7的加熱套筒環繞在爐體6的圓筒體外壁上。加熱體7的溫度可控制在300°C -400°C。催化劑8置於爐體6中，起到促使和加快爐體I內採樣氣體反應的作用，本發明採用的催化劑8是鑰。保溫層9包覆在爐體6和加熱體7タト，保溫層採用玻璃纖維濾棉等保溫材料。爐體6、加熱體7、保溫層9置於殼體10中，爐體進氣管的一端和爐體排氣管的一端分別連接在爐體的兩端，爐體進氣管的另一端和爐體排氣管的另一端分別伸出殼體10 外。圖中顯示，採樣管2由一根總管連接兩根支管，一根支管與爐體進氣管相連接，將採樣氣體送入爐體6內，進行反應；另一根支管連接到排氣中心管3，採樣氣體通過排氣中心管3直接進入到經過改造的氮氧化物自動監測儀。採樣管2採用不鏽鋼、特氟龍、聚四氟こ烯或玻璃等不與含有活性氮的化合物反應或吸附的材料製成，採樣管2的總長度小於10cm。圖中顯示，排氣中心管3包括含有活性氮的化合物管11、NO管12和校準ロ管13 三根氣路管和兩根電線電路管。含有活性氮的化合物管11的一端與米樣管2的支管相連接，另一端連接到經過改造的氮氧化物自動監測儀的輔助ロ。NO管12的一端與爐體排氣管相連接，另一端連接到經過改造的氮氧化物自動監測儀的NO進氣ロ。校準ロ管13連接到動態校準儀的校準ロ，電線電路連接到相應的控制端。圖中顯示，本發明還有防雨罩4、防雨帽5。防雨罩4套在殼體10和採樣管2、排氣中心管3外部，採樣管2和排氣中心管3的兩端伸出防雨罩4外，採樣管2進入防雨罩4的一端安裝有防雨帽5。本發明的工作過程如下
加熱體7在外部控溫部件的控制下將爐體6加熱到300°C _400°C，採樣氣體由爐體進氣管進入爐體6，和爐體6內的鑰充分接觸，在高溫條件下，與鑰發生反應，將樣氣中的含有活性氮的化合物全部轉化為NO，反應式為含有活性氮的化合物+ Mo
靈ゾ.......棚^》N0 + Mo03o反應後的氣體經過排氣中心管3排出。使用-段時間後鑰
轉化效率會有所下降，可定期檢查其轉化效率，以滿足準確監測。
權利要求
1.ー種含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於它包括鑰轉化器(I)、採樣管(2) 和排氣中心管(3)三部分，其中鑰轉化器(I)由爐體(6)、加熱體(7)、催化劑(8)、保溫層(9)、殼體(10)組成，爐體(6) 兩端置有進氣管和排氣管，分別延伸出殼體(10)タト，爐體 6)外壁與加熱體(7)緊密接觸， 催化劑(8)置於爐體(6)中，保溫層(9)包覆在爐體(6)和加熱體(7)タト，爐體(6)、加熱體(7)、保溫層(9)置於殼體(10)中；採樣管(2)由一根總管連接兩根支管，一根支管與爐體進氣管相連接，另ー根支管連接到排氣中心管(3)；排氣中心管(3)包括含有活性氮的化合物管(11)、NO管(12)和校準ロ管(13)三根氣路管和兩根電線電路管，含有活性氮的化合物管(11)的一端與採樣管(2)的支管相連接， 另一端連接到氮氧化物自動監測儀的輔助ロ，NO管(12)的一端與爐體排氣管相連接，另ー 端連接到氮氧化物自動監測儀的NO進氣ロ，校準ロ管(13 )連接到校準儀的校準ロ，電線電路連接到相應的控制端。
2.根據權利要求I所述的含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於所述爐體(6)是一根盤管，加熱體(7 )是加熱塊，爐體(6 )的盤管盤在加熱體(7 )的加熱塊上，或爐體(6 )為圓筒體，加熱體(7)是加熱套筒，加熱體(7)的加熱套筒環繞在爐體(6)的圓筒體外壁上，加熱體(7)的溫度為3000C -4000C o
3.根據權利要求2所述的含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於所述催化劑(8) 是鑰。
4.根據權利要求3所述的含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於它還有防雨罩(4)、防雨帽(5)，防雨罩(4)套在殼體(10)和採樣管(2)、排氣中心管(3)外部，採樣管(2) 和排氣中心管(3)的兩端伸出防雨罩(4)外,米樣管(2)進入防雨罩(4)的一端安裝有防雨帽(5)。
5.根據權利要求4所述的含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於所述採樣管(2) 採用不鏽鋼、特氟龍、聚四氟こ烯或玻璃等不與含有活性氮的化合物反應或吸附的材料製成，米樣管(2)的總長度小於IOcm。
6.根據權利要求5所述的含活性氮的化合物的轉化裝置，其特徵在於所述保溫層(9) 採用玻璃纖維濾棉保溫材料。
全文摘要
一種含活性氮的化合物的轉化裝置，屬於大氣監測設備技術領域，用於監測大氣中含有活性氮的化合物濃度，其技術方案是它包括鉬轉化器、採樣管和排氣中心管三部分，其中鉬轉化器由爐體、加熱體、催化劑、保溫層和殼體組成，爐體兩端置有進氣管和排氣管，分別延伸出殼體外，爐體外壁與加熱體緊密接觸，催化劑置於爐體中，保溫層包覆在爐體和加熱體外，置於殼體中；採樣管有兩根支管，一根支管與爐體相連接，另一根支管連接到排氣中心管；排氣中心管包括含有活性氮的化合物管、NO管和校準口管三根氣路管，它們分別與採樣管、爐體排氣管、校準儀的校準口相連接。本發明結構簡單、轉化效率高，特別適合連續在線監測大氣中的含有活性氮的化合物濃度。
文檔編號G01N21/76GK102608105SQ201210068488
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優先權日2011年12月8日
發明者劉國英, 崔延青, 王春迎, 鈕江浩, 馬越超 申請人:河北先河環保科技股份有限公司