第08章 气体成分分析.ppt

第8章 气体成分分析 研究的意义 主要介绍内容 例：某实验室气体分析设备一览 典型气体分析仪器设备及工作原理 一、化学法——便携奥式烟气分析仪 便携奥式烟气分析仪 二、电化学法 GA-60分析仪流程图 三、物理方法 气体分析系统图 1、Model 880A 式中k? :被测气体对红外辐射的吸收系数 C : 被测气体的浓度 l : 通过气样的光程长度 射入某种气体的外来辐射能，只有其频率符合该气体分子的特征频率时，气体才能吸收此辐射能。 两束等能量的红外光分别进入并行的两个光学器件。一个通入参考气体，另一个通入采样气体。检测器可连续测量两个气室中所吸收的红外光能量的差别，这个差别就是采样气体中待测气体成分的浓度。 2、 NO/NO2分析仪（ Model 951A） 2) NOx的确定 工作过程 3、 O2分析仪（ Model 755R ） 顺磁性物质的主要特征 不论外加磁场是否存在，原子内部存在永久磁矩。 在无外加磁场时，由于顺磁物质的原子做无规则的热振动，宏观看来，没有磁性； 在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，物质显示极弱的磁性。 磁化强度与外磁场方向一致， 为正，而且严格地与外磁场H成正比。 顺磁性物质的磁性除了与H有关外，还依赖于温度。其磁化率H与绝对温度T成反比。 工作过程 4、 CO分析仪 （ Model 48C ） 工作过程 5、Model 41C 的工作原理（CO2分析仪） 工作过程 6、 NOX分析仪（Model 42C） Model 42C 的工作原理是基于一氧化氮和臭氧反应后，产生一个光强与NO的浓度成正比的光束的特性。红外光发射导致电子激励NO2 分子衰减到较低的能级。 NO + O3 ? NO2 + O2 + hv 在测量NO2前，必须将NO2利用化学发光反应转化成NO，这个转化是在加热到325℃的NO2—NO钼转化器中进行。 采样气通过采样管进入仪器。采样气流过一个特殊的滤波器、一个毛细管，然后到达电磁阀。电磁阀可将采样气直接通入一氧化氮反应室，或者先通入NO2—NO转换器，在通入反应室。在反应室前安装流量传感器用于测量流量。 干空气通过干空气管进入仪器，先通过一个流量传感器，再通过一个无声放电臭氧器。臭氧器产生化学发光法所需的必要的臭氧浓度,臭氧与采样气中的NO反应产生电子受激的NO2分子，封装在热电冷却器中的光电倍增管来检测NO2的光强。 在NO方式和NOx方式中的NO和NOx的浓度计算存储在内存中，这两种浓度之间的差别用来计算NO2浓度。 7、 SO2分析仪（ Model 43C ） 样品通过采样管进入仪器，首先进入碳氢化合物脱除器，通过对样品中的碳氢化合物加压使之渗透过中心管的管壁将样品中的碳氢化合物脱除，而SO2 分子在通过碳氢化合物脱除器时不受影响。 样品进入荧光室，SO2 分子受到脉动的紫外光激励，聚光透镜将脉动的紫外光聚焦到透镜上，透镜组有四个可选的镜头使之只有能反射激励SO2 分子的波长的光通过。 当受激SO2 分子衰减到较低的能级就能发射与SO2浓度成比例的紫外光。带通滤波器只允许受激SO2 分子能发射的波长的光到达光电倍增管。光电倍增管用于检测来自衰减的SO2 分子发射的紫外光。位于荧光室后部的光检测器连续检测脉动的紫外光源，将其输出信号接到补偿紫外光波动的电路。 被检测的样品然后顺序流过一个流量传感器、一个毛细管和碳氢化合物脱除器的中心管外侧。 几种气体分析仪器的综合比较 8.1 氧化锆氧量计 一、氧化锆测氧原理 即使在高温，ZrO2晶体中含有的氧离子空穴浓度也很小，虽然热激发会造成氧离子空穴，但其浓度仍十分有限，使得ZrO2还不足以作为良好的固体电解质。 在ZrO2中掺入少量的其他低价氧化物，如CaO、Y2O3等，钙离子Ca2+会进入ZrO2晶体，置换出锆离子Zr4+、在晶体中留下了一个氧离子空穴，此空穴的多少与掺杂量有关。 当温度上升到800℃以上时，掺有CaO的ZrO2，成为一种良好的氧离子导体。 本节讨论的氧化锆，便是这种掺入CaO的ZrO2材料。 ▲氧浓差电势▲ 能斯特方程－氧浓差电势的确定 特点 二、氧化锆氧量计的组成 2．温度补偿 第8.3章 傅立叶红外光谱仪 一、概述 二、傅立叶变换红外光谱仪的特点 三、理论基础 红外谱图的横坐标是红外光的波数（波长的倒数），谱图的纵坐标是透过率。 红外波段通常分为近红外（13300～4000cm-1）、中红外（4000～400cm-1)和远红外（400～10cm-1)，研究最为广泛的是中红外区。 四、工作原理 仪器结构 应用软件 Spectrum v2.00：扫描背景和样品 Spectrum Beer’s Law：建立定量测量的方法 气相色谱仪 气相色谱仪 优点：