外置碳氢涤除器在二氧化硫自动监测仪上的应用

李雅微，董 浩，王宏杰，高 超，孙 程，崔志旺

(河北先河环保科技股份有限公司，河北 石家庄 050035)

0 引言

SO2既是大气污染物之一，在大气中SO2会氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。同时SO2对人体呼吸系统有很大的危害作用。所以了解SO2的来源及危害机理,建立适合的SO2的分析方法,了解其变化规律,对环保管理及环境整治，保障人类的生存环境具有重大意义。SO2浓度是评价空气质量标准的重要指标之一，所以SO2监测数据的准确性十分重要。本文通过对检测仪中炭氢涤除器的改动研究，缩短效应时间，提高检测数据的准确性。

1 二氧化硫检测方法

目前，SO2的测定方法主要有紫外荧光法[1]、电化学法[2]、化学发光法[3]和原子吸收法[4]等。其中紫外荧光法灵敏度高，选择性好、测量范围大、不需要化学药剂和实时在线测量等优点成为国际标准的检测方法。

本研究采用的是紫外荧光法，原理是SO2分子吸收紫外光能量，然后向高能级状态跃迁生成激发态的SO2*分子，SO2*分子通过释放光子(hν)的形式将多余能量释放而迅速返回基态，这个过程会产生荧光。荧光强度与SO2的浓度成正比，荧光强度通过光电倍增管检测从而测出SO2的浓度。但紫外灯的照射下碳氢化合物(主要是烃类物质)和NO气体会产生类似于SO2荧光，对测试产生干扰。对于NO气体的干扰，仪器内装有特定的滤波片来减弱对SO2测试的影响。对于碳氢化合物的干扰，一般通过特制的碳氢涤除器进行涤除。

由于碳氢涤除器盘管管路较长，对仪器响应时间有一定影响，为了仪器结构及气路优化，对碳氢涤除器进行了改动并进行实验及测试工作，实验采用了一种外置碳氢涤除器，外置除烃器采用的是催化剂加热的方法，改动完成后与未改动的仪器测试数据进行了对比，测试结果仪器反应时间明显缩短。

2 实验部分

实验用6台二氧化硫分析仪，对其中三台涤除器进行了改动，改动前后仪器原理示意图如图1、图2所示。

图1 未改动仪器原理示意图 图2 改动后仪器原理示意图

外置碳氢涤除器采用催化加热的形式进行碳氢化合物的涤除，将干扰物质涤除进入到仪器内部管路后进行测试，测试中发现改动后对零点值和跨度值影响不大，稳定性良好。然后与未进行改动的性能指标均达标的三台二氧化硫分析仪进行了比对。比对测试开始前对仪器进行了多点式线性校准，为了保证采集气体的一致性采样用竹节式多路支管系统采样，采样总管与分析仪之间用聚四氟管连接。动态气体校准仪同时对六台仪器提供零气和标气。

2.1 性能指标测试

分别对改动及未改动的6台仪器进行了实验室性能指标测试[5-6]，测试结果如表1所示。

表1 性能指标测试

通过实验室测试数据表明改动前后仪器各项性能指标均达标，且满足HJ654-2013的测试要求，但改动后由于气体没有经过内部碳氢涤除器盘管，气路缩短所以改动后三台仪器的响应时间明显优于未改动的三台仪器。

2.2 实际采样对比情况

6台二氧化硫分析仪进行实时采样，分别取三台未改动仪器和三台改动仪器的小时均值的平均值跟随曲线如图3所示，可以看出两组数据的日均值变化较为接近，对两组仪器小时均值的平均值做相关性分析如图4所示，相关性系数为0.9832，两组数据的监测结果有很强的相关性。通过以上数据表明改动后仪器的性能在实际采样监测中结果比较理想。

图3 日均值变化曲线

图4 相关性分析

3 结果与讨论

通过以上实验结果的分析，仪器改动前后均能对二氧化硫进行准确的监测，两组仪器性能接近实时采样测试结果具有很强的相关性，两种类型的碳氢涤除器均能满足二氧化硫监测仪的准确监测,但仪器改动后样气未经过仪器内部碳氢涤除器盘管，所以响应时间优于改动之前的仪器。