技術(shù)文章
Technical articles有影響。煙氣溫度對(duì)氮氧化物測(cè)量有影響的。空氣中的氨氧化物主要是一氧化氨和二氧化氮,在測(cè)定氨氧化物濃度時(shí),應(yīng)先用三氧化鉻將一氧化氮氧化成二氧化氮.二氧化氮被吸收液吸收后,生成亞硝酸和硝酸.其中,亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng),再與鹽酸萘乙二胺偶合,生成玫瑰紅色偶氨染料,據(jù)其顏色深淺,用分光光度法定量。
高濃度煙氣測(cè)量、 煙氣傳感器、 工業(yè)煙氣分析
以下是溫度影響的主要體現(xiàn)和原因:
大多數(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)需要將高溫?zé)煔饫鋮s并處理后才能送入分析儀。
冷干法/熱濕法系統(tǒng): 在“冷干法"系統(tǒng)中,高溫?zé)煔獗仨毻ㄟ^采樣探頭和伴熱管線,被冷卻并去除水分后,再送入分析儀。如果冷卻過程中的溫度控制不當(dāng),可能導(dǎo)致:
冷凝水產(chǎn)生: 氮氧化物中的二氧化氮(NO?)極易溶于水。如果煙氣在到達(dá)分析儀前溫度降至露點(diǎn)以下產(chǎn)生冷凝水,NO?會(huì)溶解在其中,導(dǎo)致測(cè)量值嚴(yán)重偏低。這是最常見的誤差來源之一。
吸附/反應(yīng): 高溫下,煙氣中的成分在采樣管路壁上發(fā)生吸附或化學(xué)反應(yīng)的幾率較小。但當(dāng)溫度降低時(shí),某些成分可能會(huì)吸附在管壁上,造成損失或后續(xù)脫附帶來干擾。
熱濕法系統(tǒng): “熱濕法"系統(tǒng)則全程保持高溫(通常高于180°C),直到氣體進(jìn)入分析儀,從而避免上述冷凝和溶解問題,特別適合測(cè)量含有大量水分和易溶成分(如SO?和NO?)的煙氣。但這種系統(tǒng)對(duì)設(shè)備材質(zhì)和維護(hù)要求更高。
這是最直接和普遍的影響。
濃度定義: 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的排放濃度通常是折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干基濃度(例如,溫度273K,壓力101.325kPa,除去水分)。
實(shí)際測(cè)量: 分析儀測(cè)出的是實(shí)際工況下的濃度(濕基、實(shí)際溫度壓力)。
轉(zhuǎn)換過程: 從工況濃度換算到標(biāo)干濃度,必須知道煙氣的溫度、壓力和濕度。溫度是其中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。
理想氣體定律: 根據(jù)PV=nRT,氣體的體積與熱力學(xué)溫度(K)成正比。煙氣溫度越高,其體積膨脹越大,導(dǎo)致其工況濃度(單位體積內(nèi)的分子數(shù))會(huì)被“稀釋"而降低。
舉例: 假設(shè)在煙道內(nèi)700K(約427°C)高溫下,分析儀測(cè)得的NOx原始濃度為100 ppm。如果不進(jìn)行溫度校正,直接使用這個(gè)值,那就錯(cuò)了。換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)273K后,其標(biāo)干濃度會(huì)高達(dá) (700/273) * 100 ≈ 256 ppm!誤差巨大。
因此,必須配備精確的溫度傳感器(如Pt100熱電偶),并將實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)參與濃度計(jì)算,才能得到準(zhǔn)確、合規(guī)的排放數(shù)據(jù)。
溫度變化會(huì)改變煙氣中氮氧化物各組分的化學(xué)平衡。
NO/NO?平衡: 煙氣中的NOx主要是NO和NO?的混合物。它們之間存在一個(gè)化學(xué)平衡:2NO + O? ? 2NO?
。
高溫利于NO生成: 這個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。根據(jù)勒夏特列原理,溫度越高,平衡越向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),即向生成NO的方向移動(dòng)。因此,在高溫?zé)煔庵校琋O所占的比例會(huì)更高,NO?的比例更低。
低溫利于NO?生成: 當(dāng)煙氣溫度降低時(shí)(例如在煙囪或采樣管路中),平衡會(huì)向生成NO?的方向移動(dòng)。
對(duì)測(cè)量的影響: 不同分析儀對(duì)NO和NO?的響應(yīng)可能不同。如果采樣過程中溫度發(fā)生變化,NO/NO?的比例就會(huì)改變,即使總摩爾數(shù)不變,也可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的變化。此外,如前所述,NO?更容易溶解,低溫下比例增高會(huì)加劇溶解損失的風(fēng)險(xiǎn)。