氮氧化物危害及氮氧化物在线监测系统

发布日期:2020/10/23 访问量: 121

氮氧化合物主要指一氧化氮、一氧化氮、一氧化二氮、一氧化二氮、一氧化二氮和一氧化二氮,而氮氧化物主要伤害人体的呼吸系统。

一、氮氧化合物的形成与危害任何由氮、氧元素组成的化合物都可以称为氮氧化合物。根据科学研究,几乎所有的氮氧化合物对人都有毒性作用。

直接吸入会引起呼吸道疾病,氮氧和紫外线结合造成的光化学污染会灼伤人的眼睛,氮氧和水形成的酸雨会对植物和土壤造成不同程度的损害。

锅炉烟气排放的氮氧化合物大部分来自燃煤,主要由一氧化氮和一氧化二氮组成,其中一氧化氮占近90%。而且,近年来锅炉产生的氮氧化合物排放量呈上升趋势,有可能取代二氧化硫成为排放量最大的酸性气体,这是不言而喻的。随着社会的发展,工业发展速度加快,空气污染越来越严重。近年来,由于生产和发展的需要,中国石化工业和机动车生产取得了快速发展。

虽然在一定程度上促进了社会的发展,但也对大气环境造成了严重的污染。目前,国际社会越来越重视大气环境保护,呼声越来越高。中国也颁布了一些保护大气环境的相关法律法规。

由于氮氧化合物对空气污染影响严重,来源广泛,因此研究空气污染过程中的氮氧化合物更为迫切。经调查,空气污染主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅、二氧化硫、二氧化碳、颗粒物、醛类、粉尘、电辐射、噪声等。

目前,在工农业生产和发展过程中,氮氧化合物的无序排放对环境造成了很大的影响。

1.氮氧化合物在空气污染过程中主要来自三个方面:工业污染、生活污染、交通污染

(1)工业污染主要是工业生产中(特别是石化企业)燃烧化石燃料造成的,主要包括两个部分:

A.化工厂、煤制气厂等生产过程中排放的泄漏气体污染物;

b .工业生产中使用的各种锅炉和窑炉排放的污染物;

(2)生活污染主要是指城市居民、事业单位和服务业行业,以及因燃烧矿物燃料做饭、取暖、洗浴等向大气排放的氮氧化合物等污染物,是大气污染中有害气体的主要来源之一。

(3)交通污染主要来自两个方面:

A.汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳和氮氧化合物;

b .原料运输过程中部分原料泄漏和直接空气排放造成的污染。

对于燃汽油的车辆(汽油机、摩托车)来说,有害的排放物有三种:CO、HC、NOX;

对于柴油机来说,除了一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物之外,它们还会排放其他有害物质。

2.氮氧化合物的危害主要包括:

(1)NOX对人体和动物的毒性作用:对动物和人体的危害N0对血红蛋白的亲和力非常强,是氧气的几十万倍。

一旦NO 进入血液,氧就从氧化血红蛋白中被排出,并与血红蛋白牢固结合。长期接触1 ~ 1.5 mg/L NO,在环境中容易引起支气管炎和肺气肿。这些毒性作用还可促进过早衰老、支气管上皮细胞淋巴样增生,甚至肺癌等症状。

(2)对植物的损害:

氮氧化合物对植物危害极大。据相关资料显示,体积浓度为2.5×10-6的氮氧化合物会在7小时后使豆类、番茄等作物的叶子变白,许多植物会因受伤而死亡。此外,氮氧化合物可以淡化醋酸纤维,棉纱和人造丝。

(3)NOX是形成酸雨和酸雾的主要原因之一:

高温燃烧产生的NO大部分释放到大气中转化,遇水产生硝酸,随雨水到达地面,形成酸雨或酸雾。

(4)氮氧化物和碳氢化合物形成光化学烟雾,N0排放到大气后有助于形成O3,导致光化学烟雾的形成。NO2+O3(光化学烟雾)是一系列反应的总反应。其中,HC是碳氢化合物,泛指VOC。挥发性有机化合物的作用使03在一氧化氮转化为二氧化氮时不被利用,从而富集03。

光化学烟雾对生物有严重危害。例如,1952年洛杉矶, 美国光化学烟雾事件导致大量居民出现红眼、咳嗽、喉咙痛、皮肤发红等症状。在严重的情况下,心肺衰竭导致数百名老年人死亡。这起事件被列为世界十大环境污染事故之一。

(5)NOX 亦参与臭氧层的破坏:

N2O能转化为NO,破坏臭氧层,其过程可以用以下几个反应表示:

N2O+O→N2+O2;

N2+O2→2NO;

NO+O3→NO2+O2;

NO2+O→NO+O2;

O3+O→202;上述反应不断循环,使O3分解,臭氧层遭到较大的破坏。

上述反应不断循环,使O3分解,臭氧层受到极大破坏。

二、氮氧化物在线监测系统核心检测部件氮氧传感器(NOx sensor),简称NOx传感器, 是用来检测发动机尾气中如N2O、NO、NO、N2O、N2O4和N2O5等氮氧化物(NOx)含量的传感器。

按照工作原理可分为电化学式、光学式以及其他原理的氮氧化物传感器 。

工作原理:

电化学式NOx传感器是利用固体电解质氧化钇掺杂氧化锆(YSZ)陶瓷材料在高温下具有较高的离子导电性、良好的化学稳定性和结构稳定性,及特殊的NOx敏感电极材料对NOx气体的选择性催化敏感性能,幵结合特殊的传感器结构获得NOx的电信号,最后利用特殊的弱信号检测不精密电控技术,将汽车尾气中NOx气体检测出来幵转换成标准的CAN总线数字信号,从而完成NOx气体排放监控。

具体检测原理为:

(1)先将国外原装进口的氮氧化物气体传感器进行信号放大、数据处理、智能计算后,再进行全量程三点温湿度补偿。

(2)然后再用高精确度的标准气体进行数据校准,因此,体积更小、价格更低、性能更加优良稳定;

(3)万安迪氮氧化物检测仪可直接采集处理后的标准信号(0-5V之间任意电压和TTL数字信号),上传到PLC、DCS、DDC、数据采集仪等上位机系统上,方便快捷、节约成本;

万安迪氮氧化物在线监测系统产品广泛应用于科研、数据采集、气体监测、过程化控制、物联网、无人机、工业机器人、网格化大气环境监测仪、微型空气质量监测站、有毒气体检测等行业,时时在线检测空气中的氮氧化物,系统支持外部通信接口,带数据存储、数据导出功能,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心,并能通过网络浏览器进行远程控制。

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