李雅微，董 浩，王宏杰，高 超，孫 程，崔志旺

(河北先河環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆颖?石家莊 050035)

0 引言

SO2既是大氣污染物之一，在大氣中SO2會氧化成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠，是環(huán)境酸化的重要前驅(qū)物。同時SO2對人體呼吸系統(tǒng)有很大的危害作用。所以了解SO2的來源及危害機理,建立適合的SO2的分析方法,了解其變化規(guī)律,對環(huán)保管理及環(huán)境整治，保障人類的生存環(huán)境具有重大意義。SO2濃度是評價空氣質(zhì)量標準的重要指標之一，所以SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性十分重要。本文通過對檢測儀中炭氫滌除器的改動研究，縮短效應時間，提高檢測數(shù)據(jù)的準確性。

1 二氧化硫檢測方法

目前，SO2的測定方法主要有紫外熒光法[1]、電化學法[2]、化學發(fā)光法[3]和原子吸收法[4]等。其中紫外熒光法靈敏度高，選擇性好、測量范圍大、不需要化學藥劑和實時在線測量等優(yōu)點成為國際標準的檢測方法。

本研究采用的是紫外熒光法，原理是SO2分子吸收紫外光能量，然后向高能級狀態(tài)躍遷生成激發(fā)態(tài)的SO2*分子，SO2*分子通過釋放光子(hν)的形式將多余能量釋放而迅速返回基態(tài)，這個過程會產(chǎn)生熒光。熒光強度與SO2的濃度成正比，熒光強度通過光電倍增管檢測從而測出SO2的濃度。但紫外燈的照射下碳氫化合物(主要是烴類物質(zhì))和NO氣體會產(chǎn)生類似于SO2熒光，對測試產(chǎn)生干擾。對于NO氣體的干擾，儀器內(nèi)裝有特定的濾波片來減弱對SO2測試的影響。對于碳氫化合物的干擾，一般通過特制的碳氫滌除器進行滌除。

由于碳氫滌除器盤管管路較長，對儀器響應時間有一定影響，為了儀器結(jié)構(gòu)及氣路優(yōu)化，對碳氫滌除器進行了改動并進行實驗及測試工作，實驗采用了一種外置碳氫滌除器，外置除烴器采用的是催化劑加熱的方法，改動完成后與未改動的儀器測試數(shù)據(jù)進行了對比，測試結(jié)果儀器反應時間明顯縮短。

2 實驗部分

實驗用6臺二氧化硫分析儀，對其中三臺滌除器進行了改動，改動前后儀器原理示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 未改動儀器原理示意圖 圖2 改動后儀器原理示意圖

外置碳氫滌除器采用催化加熱的形式進行碳氫化合物的滌除，將干擾物質(zhì)滌除進入到儀器內(nèi)部管路后進行測試，測試中發(fā)現(xiàn)改動后對零點值和跨度值影響不大，穩(wěn)定性良好。然后與未進行改動的性能指標均達標的三臺二氧化硫分析儀進行了比對。比對測試開始前對儀器進行了多點式線性校準，為了保證采集氣體的一致性采樣用竹節(jié)式多路支管系統(tǒng)采樣，采樣總管與分析儀之間用聚四氟管連接。動態(tài)氣體校準儀同時對六臺儀器提供零氣和標氣。

2.1 性能指標測試

分別對改動及未改動的6臺儀器進行了實驗室性能指標測試[5-6]，測試結(jié)果如表1所示。

表1 性能指標測試

通過實驗室測試數(shù)據(jù)表明改動前后儀器各項性能指標均達標，且滿足HJ654-2013的測試要求，但改動后由于氣體沒有經(jīng)過內(nèi)部碳氫滌除器盤管，氣路縮短所以改動后三臺儀器的響應時間明顯優(yōu)于未改動的三臺儀器。

2.2 實際采樣對比情況

6臺二氧化硫分析儀進行實時采樣，分別取三臺未改動儀器和三臺改動儀器的小時均值的平均值跟隨曲線如圖3所示，可以看出兩組數(shù)據(jù)的日均值變化較為接近，對兩組儀器小時均值的平均值做相關(guān)性分析如圖4所示，相關(guān)性系數(shù)為0.9832，兩組數(shù)據(jù)的監(jiān)測結(jié)果有很強的相關(guān)性。通過以上數(shù)據(jù)表明改動后儀器的性能在實際采樣監(jiān)測中結(jié)果比較理想。

圖3 日均值變化曲線

圖4 相關(guān)性分析

3 結(jié)果與討論

通過以上實驗結(jié)果的分析，儀器改動前后均能對二氧化硫進行準確的監(jiān)測，兩組儀器性能接近實時采樣測試結(jié)果具有很強的相關(guān)性，兩種類型的碳氫滌除器均能滿足二氧化硫監(jiān)測儀的準確監(jiān)測,但儀器改動后樣氣未經(jīng)過儀器內(nèi)部碳氫滌除器盤管，所以響應時間優(yōu)于改動之前的儀器。