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氧化氮排放分析方法的探讨 魏海明，韩龙，黄晓东 (广州市明乐仪器有限公司) 摘要：通过对比分析仪的精度，讨论了化学发光式氮氧化物分析仪对燃气具排放等级 的测定，总结了采样、预处理、分析仪条件等对化学发光式氮氧化物分析仪的影响。 关键词：氧化氮；化学分析；化学发光式氮氧化物分析仪 1引言 壁挂炉、家用燃气快速热水器、家用燃气灶具等家用燃气具中，对烟气中NOx的排放规定， 6932．2001家用燃气快速热水器》、《GB 目前国内采用的是((GB25034．2010燃气采暖热水炉》、《GB {CRl404型式试验中燃具排放量的测定》。该标准根据测量精度的要求，对NOx的测量方法规 定为“利用化学发光原理的NO和N02分析仪”及“利用红外线和紫外线吸收原理(浓度大于100ppm 的NO和N02)”．如果采用红外线或紫外线吸收法的仪器的适用范围，换算过来的话其在不同燃 一定量的过剩空气稀释，实测NO的浓度会更低，因此红外线或紫外线吸收法的仪器适用范围太 小，化学发光法更具使用价值。 我们曾采用欧洲多个品牌的化学发光式NOx分析仪，将其集成到烟气分析系统中，与烟气采 样、预处理、红外CO／C02分析仪、顺磁02分析仪等装置一起组成分析系统，经过验证，其测 方法。 由于每套系统在设计采样、预处理、标定等方法时会有一些差别，我们总结了一些常见的问 题。 2采样探头及采样管路及各连接件 采样探头要求采样值具有典型性，对NOx不吸附，不产生冷凝水吸附Nox，采样管路及各连接件 耐腐蚀、CRl404中规定采样探头采用不锈钢或玻璃材料、采样管路各部件采用不锈钢或聚四氟已烯 材料。经我们反复长时间试验，发现常用的304不锈钢并不耐腐蚀，304材质在使用一段时间后将会 产生泄漏，而玻璃石英探头则容易在温度剧烈变化时爆裂，对操作人员造成一定的安全隐患。316不 锈钢材料则相当耐腐蚀，而氧化铝材质的探头则比石英探头更耐受温度变化。但是316不锈钢如果布 置在烟道外直至冷凝器前，由于仪器采样流量很小(_5L／rain)，将在该段管路造成迅速冷凝，产生冷 凝水，这部分冷凝水直接吸收NOx，造成分析负偏差。 因此，我们建议采样探头采用316不锈钢或氧化铝探头，探头不宜过长，仅需超出烟道半径即可。 266 中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会2013年年会论文集 采样探头后至过滤器与冷凝器前的管路，以电伴热包围聚四氟乙烯管路，确保该段管路保温至超过烟 气露点20℃以上，此后直到仪器的管路和连接件、阀门等宜用316不锈钢、聚四氟乙烯、石英玻璃 材质制成。整段管路及相关连接设备都不应使用会吸附NOx的黄铜材质。CRl404建议采样管路内径 不应小于4mm，我们实际测试时发现，2mm内径的聚四氟乙烯管路能产生更高速的采样流速，对管 路起到一定的自清洁作用，只是对采样真空泵的要求更高。 3粉尘过滤的死角和吸附问题 大多数情况下，由于冷凝器热交换管路非常细、采样真空泵不能耐受颗粒物、控制阀门会被颗粒 物损坏失效、仪器分析单元会被颗粒物损坏，因此，采样进来的烟气会首先经过过滤。人们往往关注 过滤器的过滤等级，以使处理后的烟气尽量干净。我们在反复测试时，发现过滤器的安装容器是否符 合流体力学也很重要，如果过滤器存在死角，将在过滤器上积聚冷凝水，吸收NOx，因而我们建议选 用高规格符合流体力学的过滤器，以避免积聚冷凝水。对于采用常规过滤器的，应在过滤器底端开设 排液分支，并配以蠕动泵持续挤压水珠。 4冷凝器的形式 冷凝器的作用是对高温烟气进行冷却，更主要的作用是通过冷却烟气而将烟气中的水蒸气冷凝出 来，使进入分析仪器的烟气干燥，避免仪器内部因冷凝水而损坏。这时我们测得的是干烟气中的浓度。 一般来说，对于红外线吸收的分析仪，烟气越干燥越好。因此，多数用户会选用压缩机冷却的冷 凝器，可以控制烟气的露点在0～5℃之间，此时压缩机和换热器要求工作稳定，能得到稳定的冷凝 温度，避免温度波动引起的烟气体积变化。 但对于化学发光原理的分析仪，由于分析仪需对烟气加热至190℃以上方能良好工作，因此过冷 的烟气将会造成仪器工作困难，甚至达不到激发N02的充分条件。因此我们一般建议用户对化学发光 原理的分析仪的样气，不采用压