空气质量检测机构:气体检测分析哪家做得好?

  空气质量检测机构:气体检测分析哪家做得好?目前,大气污染十分严峻。汽车排气作为影响空气质量的因子之一,国家部门为此投入了相当大的精力与成本。继汽车尾气遥感检测标准的发布之后,近日,环保部发布了国家环境保护标准《重型柴油车、气体燃料车排气污染物车载测量方法及技术要求》。并于2017年十月一日正式实施,标准发布之日起,相关地方标准一律作废或无效。

  随着我国汽车产业的发展,我国每年投入在市场的汽车不计其数。众所周知,汽车排气中的有害物质比较多,尤其是重型耗能汽车。在较集中的大城市中,空气中50%左右的污染物来自汽车的排气,排气中有害物的成分往往达到对人体有害的程度。每年冬季全国范围内呈现多次强霾,汽车气体排放也是造成该现象的原因之一。

  汽车作为我国城市空气污染的主要贡献者。因而,《重型柴油车、气体燃料车排气污染物车载测量方法及技术要求》的发布是对大气保护的一项力措。该标准的制定旨在防治重型汽车排气对大气环境的污染,从源头改善环境质量。据悉,重型汽车排气的新标准是对《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国III、IV、V阶段)》(GB17691-2005)的补充,规定了重型柴油车、气体燃料车排气污染物车载测量方法及技术要求。本标准规定了重型柴油气体燃料车排气污染物的车载测量方法及技术要求。

  适用于满足GB17691—2005第五阶段标准的重型柴油车、气体燃料车的新生产车排放达标检查和在用符合性检查。另外,本标准适用于设计车速大于25km/h的装用压燃式、气体燃料点燃式发动机的M?、M?、N?(但不包括低速货车)和N?类以及总质量大于3500kg的M?类汽车排气污染物排放测量。气体检测标准不断完善,与之对应的是排气污染的测定技术在不断发展,已经有一些准确地测定有害成分的方法和仪器。

  北京恒奥德F1NHA-402汽车尾气分析仪,白山玖久仪器仪表WQ27-SV-5Q废气分析/汽车排放气体分析仪、美国ECMEGR5230分析仪、HORIBA(堀场)汽车尾气分析仪MEXA-584L等都是一些实时检测汽车排放气体的仪器,目前在社会市场广泛应用。

  2017年8月初,汽车尾气遥感检测标准的发布,为汽车尾气遥感检测设备领域的品牌深耕者带了诸多机遇。政策与市场双重驱动持续营造利好。《重型柴油车、气体燃料车排气污染物车载测量方法及技术要求》同样将充分受益于相关企业。机遇强袭,企业要想“脱颖而出”,实需全方位精进!具有良好技术和产品储备的环境监测企业将是市场最为青睐的。

  大气空气质量检测可以配上PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO、VOC、温湿度这几种智能气体传感器,烟囱气体检测可以配上大颗粒物、SO2、NOX、CO2、CO等智能型传感器,火灾现场可以配上CO、EX、O2、等有毒气体传感器、化工园区消防检测可以搭配CO、CL2、NH3、SO2等气体传感器。

  一、催化燃烧式

  1、定义:利用难溶金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度;当可燃气体进入探测器时,在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧),其产生的热量使铂丝的温度升高,进而铂丝的电阻率发生变化。

  2、性质:催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,是一种无焰燃烧,可以使可燃物在固定催化剂表面上进行得燃烧。耐高温催化材料:Pd(铂)、Pt(钯)

  3、优点:

  a.使用简单,技术成熟;

  b.输出值与气体

  一、催化燃烧式

  1、定义:利用难溶金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度;当可燃气体进入探测器时,在铂丝表面引起氧化反应(无焰燃烧),其产生的热量使铂丝的温度升高,进而铂丝的电阻率发生变化。

  2、性质:催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,是一种无焰燃烧,可以使可燃物在固定催化剂表面上进行得燃烧。耐高温催化材料:Pd(铂)、Pt(钯)

  3、优点:

  a.使用简单,技术成熟;

  b.输出值与气体浓度之线性良好;

  c.适用高浓度;

  d.价格便宜;

  e.燃温度低、去除率高、燃烧缓和、适应氧浓度范围大且无二次污染;

  4、缺点:a.混合气体无法定性和定量;b.催化剂表面容易被H2S、SO2、铅、卤化物、硅化物污染而中毒;二、电化学式1)恒电位电解式气体传感器工作原理:

  将两个反应电极,工作电极(W)、对电极(C)以及一个参考电极(R),放置在特定的电解液中,然后在反应电极中施加一定的电压,使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体,发生氧化还原反应,再通过仪器中的电路测量到电解出的电流,计算出气体的浓度。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示:I=(nFADC)/δ式中,I—电解电流;n—每1mol气体产生的电子数;F—法拉第常数;A—气体扩散面积;D—扩散系数;C—电解质溶液中电解的气体浓度;δ—扩散层的厚度。在同一传感器中,n、F、A、D及δ是一定的,所以电解电流与气体浓度成正比。

  性质:发生电解反应,把化学能转换为电能,并产生电信号。

  对电极的作用:由于两个电极上发生的反应使电极极化,电离子的生成和移动出现阻碍,工作电极和对电极之间的电势差难以维持恒定,阻碍反应的继续进行。因此设置参比电极。参比电极在电解质中形成了一个稳定的电化学电极即恒电位,克服因化学反应导致的电极极化现象,帮助电离子移动,便于电解过程继续。

  类型:定电位电解式传感器属于电化学式传感器中离子电池类传感器,对还原性气体效果更明显。

  检测气体:H2S,NO,NO2,SO2和HCL、CL2、PH3、CO等

  备注:用定电位电解式传感器检测不同气体时,有不同的灵敏度。按灵敏度从高到低的顺序,依次是H2S,NO,NO2,SO2和CO。响应时间一般为几秒和几十秒,一般小于1min。定电位电解型传感器的寿命比较短,最短只有半年,2.3年寿命已属于较长,少数CO传感器可长达几年。

  2)伽伐尼电池式气体传感器原理:与恒电位电解式一样,都是通过测量电解电流来检测气体浓度。但由于传感器本身是电池,所以不需要由外界施加电压;检测气体:一般是用于检测O2;

  3)离子电极式气体传感器工作原理:气态物质溶解于电解质溶液并电离,离解成的离子作用于离子电极产生电动势,将此电动势取出以代表气体浓度。检测气体:一般用于检测NH3(氨)、HCN(氰化氢)、H2S、SO2、CO2等气体;

  4)浓差电池式气体传感器检测原理:基于固体电解质产生的浓差电势来进行测量的。检测气体:ZrO2(二氧化锆)

  5)电化学式传感器的优缺点优点:通用性好,技术比较成熟;使用简单,携带方便;成本低;

  缺点:

  1、无法对未知气体进行定性分析;

  2、传感器具有一定的使用寿命;

  3、超范围高浓度会导致失效;

  4、需特别注意存储;光电离(PID)检测原理:将气体引入离子室,并暴露在一定能量的紫外灯下,紫外灯的能量激活气体,离子就被收集在采集电极上。离子的收集使得电流增加,电流值与当前混合物的浓度成比例(相对于已知的校准标准)。

  优点:非破坏性检测;可选择10.2和11.8eV的紫外灯源;可以检测无机组份;对芳香烃、氯化物和不饱和碳氢化合物敏感;无需使用燃气和助燃空气;缺点:受水蒸汽影响;检测范围小(通常0~2000ppm)不是特别准确(与校准气体有关)备品灯的价格比较贵;检查对象:挥发性有机物(VOC)火焰离子(FID)检测原理:将气体引入离子室并且用氢火焰燃烧,这个过程将分离出自由离子,这些自由离子依次被吸附在收集电极上。离子收集使电流增加,电流的变化与当前所检测的混合物浓度成比例(与已知校准值相比较)。这个过程中的副产物是水和二氧化碳。

  优点:

  1、动态和线性测量范围宽(可达0~50000ppm);

  2、对碳氢化合物蒸汽灵敏;

  3、优异的稳定性和重现性;

  4、不受周围环境中的CO,CO2和水蒸气的影响;

  缺点:需要氢气源;需要O2含量大于16%才能进行操作;能够对总碳氢化合物的含量进行检查--不是分离某一混合物;

  检查对象:挥发性有机物(VOC)便携红外光谱法(IR)

  检测原理:利用气体可吸收特定波长红外线的特性;

  特性:物质在特定波长时会吸收红外能量;能量的降低与浓度的增加成正比(当监测不同的吸收物质时)采用非分散红外技术(NDIR);一束可调红外源(IR)通过一光学滤波器;仅在红外特定波长吸收能量的物质时,才可以为分析仪所辨别;每一个红外响应物质可提供一独特的指纹性图谱和潜在的测量峰值(或多组峰值);

  采用光谱对比软件进行气体比对分析--混合物定性分析;

  优点:

  1、可快速判别未知气体;

  2、可对100~200种气体进行定性和定量分析;

  3、便携状态下无需采样和样品处理;

  4、耗材很少,维护简单;

  5、无需专业的操作经验;

  6、防爆设计/危险场所检测;

  缺点:

  1、水汽和二氧化碳的影响很大;

  2、定量分析需要预先校正;

  应用范围:

  1、应急检测;

  2、常规巡检;

  3、工艺流程;

  4、医疗卫生;

  5、事故救援;

  6.备注:红外光谱法已被列为现场快速气体检测唯一标准方法;

  以常见的红外线气体检测仪为例,说明气体检测仪的原理:

  测量这种吸收光谱可判别出气体的种类;测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线检测仪的使用范围宽,不仅可分析气体成分,也可分析溶液成分,且灵敏度较高,反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。

  工业上常用的红外线气体检测仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。一个是测量室,一个是参比室。两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。在测量室中导入被测气体后,具有被测气体特有波长的光被吸收,从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。气体浓度越高,进入到红外线接收气室的光通量就越少;而透过参比室的光通量是一定的,进入到红外线接收气室的光通量也一定。因此,被测气体浓度越高,透过测量室和参比室的光通量差值就越大。
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