【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测，具体涉及一种固定污染源废气全相态氯物种的同步采样装置及监测方法。
技术介绍
1、氯在大气中分三种形态，颗粒氯、气态无机氯(氯化氢、次氯酸、氯气)、气态有机氯(氯甲烷、四氯化碳、氯乙烯、氯苯等)。其中颗粒氯、气态无机氯活性高，对近地层臭氧和二次气溶胶形成具有显著促进作用。而有机氯寿命长，可进入平流层，对臭氧层及全球气候产生重大影响。
2、氯存在于煤、生物质、垃圾、生产材料中，通过燃烧或生产过程逸散到大气中。在排放过程中，氯释放后广泛分布于颗粒态、无机、有机形态中且在不同形态中相互转化。
3、现有技术中cl2测定的方法主要包括甲基橙分光光度法(hj/t 30-1999)、碘量法(hj 547-2017)，针对hcl测定的方法有硫氰酸汞法(hj/t 27-1999)及硝酸银容量法(hj548-2016)，目前现有技术中通常仅对单一hcl或cl2进行测量，而对于有机氯物种，普遍基于罐/气袋采样，再基于气相色谱法，与vocs物种同时测定，目前的现有技术中无法实现hcl、cl2以及有机氯物种的同步采样，同时由于碘量法易受到废气中其他氧化性或还原性气体的干扰，硝酸银容量法容易受到硫化物的干扰，离子色谱法(如hj 549-2016、美国epamethod 26a标准)，吸收液存在hcl和cl2相互干扰的情况，导致cl2结果被显著低估。
4、因此，亟需开发一种固定污染源废气全相态氯物种的同步采样装置及监测方法，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
技术实
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置及监测方法，能够实现全相态氯物种的同步采集，校正hcl和cl2的相互干扰。从而降低气态无机氯物种的分析误差，提高大气全相态氯测定的准确性。
2、本专利技术的目的之一是提供一种固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，包括恒温取样枪，置于待检测的烟道内，用于采集固定污染源烟道中的烟气，颗粒态氯过滤装置，其入口与恒温取样枪的出口连接，颗粒态氯过滤装置内设有纤维滤膜，用于捕集颗粒态氯；
3、冰浴吸收装置，与颗粒态氯过滤装置的出口连接，用于采集烟气中的气态氯，冰浴吸收装置包括至少一组依次串联的氯化氢吸收单元、氯气吸收单元以及有机氯吸收单元；
4、模拟校正装置，包括氯化氢供应单元、氯气供应单元、氮气供应单元以及等速流量箱；氯化氢供应单元、氯气供应单元、氮气供应单元分别通过管路连接等速流量箱，每条管路上均设有流量调控单元，进入等速流量箱的气体混合均匀后进入冰浴吸收装置依次进行氯气吸收和氯化氢吸收。
5、较佳地，冰浴吸收装置包括两组，用于同时进行两组平行采样，各组冰浴吸收装置均包括至少3个内置有硫酸吸收液的氯化氢吸收单元、至少2个内置有氢氧化钠吸收液的氯气吸收单元、至少2个内置有苯乙烯-二乙烯基苯聚合物吸附剂或活性炭吸附剂的有机氯吸收单元以及至少1个内置有硅胶的水分吸收单元。
6、较佳地，硫酸吸收液的浓度为0.05-0.2mol/l，氢氧化钠吸收液的浓度为0.03-0.1mol/l。
7、较佳地，还包括：采样控制器，入口与有机氯吸收单元的出口连接，采样控制箱的进气口处设有流量控制器，用于控制采样过程中等速采样；
8、采样抽气泵，与采样控制箱的出口连接。
9、较佳地，恒温取样枪和颗粒态氯采集装置内还均设有加热单元。
10、较佳地，所述氯化氢吸收单元、氯气吸收单元以及有机氯吸收单元均固定于冰浴容器内，所述冰浴容器内置有冰水混合物，以使烟气温度不超过20℃。
11、较佳地，氯化氢吸收瓶、氯气吸收瓶以及有机氯吸收瓶均为密封瓶，各密封瓶上均连接有u形玻璃弯管，相邻密封瓶通过u形玻璃弯管依次连接。
12、较佳地，本专利技术的目的之二是提供上述固定污染源废气全相态氯物种的同步采样装置的监测方法，包括以下步骤：
13、采集固定污染源烟气样品：选择好合适的采样位点，恒温取样枪的采样口置于烟道内；
14、烟气经颗粒态氯过滤装置的纤维滤膜后，烟气中的颗粒态氯附着在纤维滤膜上，测出颗粒态氯浓度；
15、烟气通过冰浴吸收装置，烟气中的气态氯化氢被氯化氢吸收单元吸收，氯气被氯气吸收单元吸收，有机氯被有机氯吸收单元吸收，实现全相态氯物种的同步采集；
16、结合离子色谱仪对颗粒氯、气态氯化氢、氯气进行检测；气相色谱-质谱联用仪对有机氯物种种类进行检测；
17、通过调控氯化氢供应单元、氯气供应单元、氮气供应单元的气体流量，从而模拟与排放源同种污染物浓度下氯气和氯化氢气体的浓度变化情况，获得氯气和氯化氢不同比例下的校正曲线，对固定污染源烟气中氯气和氯化氢浓度进行修正。
18、较佳地，恒温取样枪的取样口置于烟道断面中心，且恒温取样枪及颗粒态氯过滤装置内的烟气温度保持在120～134℃之间。
19、较佳地，采样过程中的采样速度与烟道内烟气的流速相等。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、烟气进入颗粒态氯采集装置的纤维滤膜过滤器后，颗粒态氯附着在滤膜上，可测出颗粒态氯浓度；过滤的废气进入冰浴吸收装置串联的吸收瓶后，可依次测出气态氯化氢、气态氯气、气态有机氯物种(如氯甲烷、氯乙烯、氯苯等)的浓度。根据hcl和cl2初步测试的浓度区间，在模拟校正装置中进行模拟，通过模拟与排放源同种污染物浓度下cl2和hcl的浓度变化情况，获得hcl和cl2不同比例下的校正曲线，对固定污染源烟气中hcl和cl2浓度进行修正，获得准确的hcl和cl2浓度，大大降低了气态hcl和cl2浓度的误差，可以满足各种环境大气条件下的大气全相态氯物种的准确监测需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，包括恒温取样枪(1)，置于待检测的烟道内，用于采集固定污染源烟道中的烟气，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，所述冰浴吸收装置(3)包括两组，用于同时进行两组平行采样，各组所述冰浴吸收装置(3)均包括至少3个内置有硫酸吸收液的氯化氢吸收单元(32)、至少2个内置有氢氧化钠吸收液的氯气吸收单元(31)、至少2个内置有苯乙烯-二乙烯基苯聚合物吸附剂或活性炭吸附剂的有机氯吸收单元(33)以及至少1个内置有硅胶的水分吸收单元(8)。
3.如权利要求2所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，硫酸吸收液的浓度为0.05-0.2mol/L，氢氧化钠吸收液的浓度为0.03-0.1mol/L。
4.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，所述恒温取样枪(1)和颗粒态氯采集装置(2)内还均设有加热单元。
7.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，所述氯化氢吸收单元(32)、氯气吸收单元(31)以及有机氯吸收单元(33)均为密封瓶，各密封瓶上均连接有U形玻璃弯管，相邻密封瓶通过U形玻璃弯管依次连接。
8.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种的同步采样装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置的监测方法，其特征在于，恒温取样枪(1)的取样口置于烟道断面中心，且恒温取样枪(1)及颗粒态氯过滤装置(2)内的烟气温度保持在120～134℃之间。
10.如权利要求8所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置的监测方法，其特征在于，采样过程中的采样速度与烟道内烟气的流速相等。
...【技术特征摘要】
1.一种固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，包括恒温取样枪(1)，置于待检测的烟道内，用于采集固定污染源烟道中的烟气，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，所述冰浴吸收装置(3)包括两组，用于同时进行两组平行采样，各组所述冰浴吸收装置(3)均包括至少3个内置有硫酸吸收液的氯化氢吸收单元(32)、至少2个内置有氢氧化钠吸收液的氯气吸收单元(31)、至少2个内置有苯乙烯-二乙烯基苯聚合物吸附剂或活性炭吸附剂的有机氯吸收单元(33)以及至少1个内置有硅胶的水分吸收单元(8)。
3.如权利要求2所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，硫酸吸收液的浓度为0.05-0.2mol/l，氢氧化钠吸收液的浓度为0.03-0.1mol/l。
4.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的固定污染源废气全相态氯物种同步采样装置，其特征在于，所述恒温取样枪(1)和颗粒态氯采集装置(2)内还均设有加...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭林，邱雄辉，靳文艺，李振，闫雨龙，唐玉莹，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。