精炼转炉过程气体在线分析系统

近年来，我国总颗粒物排放量基本得到控制，二氧化硫排放量有所下降，但是氮氧化物排放量随着能源消费和机动车保有量的快速增长而迅速上升。大气氮氧化物排放会造成多种环境影响，主要表现在5个方面：氮氧化物直接造成的污染及其引起的臭氧污染、酸沉降、颗粒物污染和水体富营养化二次污染问题。氮氧化物是生成臭氧的重要物质之一，与城市臭氧浓度和光化学污染紧密相关。同时，氮氧化物还是城市细粒子污染的主要来源，成为我国大中城市普遍存在较

为严重的大气颗粒物污染、特别是区域细粒子污染和灰霾的重要根源。有关研究表明，氮氧化物排放也加剧了区域酸雨的恶化。此外，氮氧化物的跨国界“长距离输送”使得这一问题开始引起社会的关注，增加了我国控制氮氧化物排放的压力。

2大气环境中氮氧化物的监测

2.1污染概况

氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮和五氧化二氮等多种形式。大气中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）形式存在。一氧化氮为无色、无臭、微溶于水的气体，在大气中易被氧化为NO2。NO2为棕红色气体，具有强刺激性臭味，是引起支气管炎等呼吸道疾病的有害物质。大气中的NO和NO2可以分别测定，也可以测定二者的总量。它们主要来源于石化燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气，以及汽车排气。在工业发达的市区，由工业区的废气排放造成的大气污染只是增加了空气的浊度和空气污染物的背景值，而在人口高度集中的闹市，主要污染则是由汽车尾气排放造成的。燃油汽车在行驶中排放了大量有害气体，其中氮氧化物分担率高达30%。近年来，流动源增加造成的氮氧化物污染问题日益突出，氮氧化物已成为少数大城市空气中的主要污染物。

2.2监测方法和监测点设置

测定方法化学发光法，盐酸萘乙二胺分光光度法，传感器法，库仑原电池法，阐述了这几种方法的原理，并从优缺点，适用的范围等方面进行了分析对比，为测定以及防治氮氧化物提供了依据。

2.2.1化学发光法

化学发光法的出现成功解决了NOx的检测问题，它主要是基于NO的光化学性质，含氮化合物将转化为NO后进行测定。NOx可以直接测定气体中的NO，当检测NO2时，先用钥转换炉将NO2转化成NO，然后再通过化学发光反应进行检测。化学发光法测定NOx具有灵敏度高（可检出100nL/LNO2）、反应速度快和选择性比较好等特点，多用于气体中NOX的自动监测。但该方法受水分干扰在化学发光时会发生淬灭，对测定值有负影响，当气体中存在SO2时也会产生干扰。

由于可以利用的化学发光反应较少，而且化学发光的光谱是由受激分子或原子决定的，一般来说也是由化学反应决定的。很少有不同的化学反应产生出同一种发光物质的情况，因此化学发光分析具有较好的选择性。

2.2.2盐酸萘乙二胺分光光度法

大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度时，应先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生氮化反应，在与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色氮燃料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。

吸收液应为无色，如显微红色，说明已被亚硝酸根污染，应检查试剂和蒸馏水的质量；吸收液长时间暴露在空气中或受日光照射，也会显色，使空白值增高，应密闭避光保存；氧化管适于相对湿度30—70%条件下使用，应经常注意是否吸湿引起板结或变成绿色而失效。

2.3数据处理与分析

2.3.1仪器

（1）多孔玻板吸收管。（2）双球玻璃管（内装三氧化铬-砂子）。（3）空气采样器；流量范围0-1L/min。（4）分光光度计。（5）100mL容量瓶。（6）7支10mL比色管。

2.3.2试剂

所有试剂均用不含亚硝酸根的重蒸馏水配制。其检验方法是：所配置的吸收液对540nm光的吸光度不超过0.005。

（1）吸收原液贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存两个月。保存时应密封瓶口，防治空气与吸收液接触。

（2）制备好的三氧化铬与砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。

（3）亚硝酸钠标准贮备液，此溶液每毫升含100.0μg NO2 —，贮于棕色瓶内，冰箱中保存，可稳定三个月。

（4）亚硝酸钠标准溶液：吸取贮备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5.0μg NO2 —。标准曲线的绘制：取7支10mL具塞比色管，按下表所列数据配制标准色列。

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