[实用新型]一种过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体发生的技术领域，更具体地讲，涉及一种过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置。

背景技术

过氧乙酰基硝酸酯(PAN)是大气光化学反应的二次产物，可促进光化学氧化剂臭氧的形成，是光化学烟雾污染的重要指标之一，同时其热解过程也是偏远地区氮氧化物的重要来源。PAN具有极强的催泪作用，对人体具有致癌作用，对人体的呼吸道系统也具有刺激作用。另外，PAN还是植物的毒剂，会使树木枯死、农作物减产。因此，大气中PAN浓度的在线监测对环境保护治理具有非常重要的意义。

大气中的PAN浓度较低，一般在pptv～ppbv级，因此检测较为困难。化学发光法是一种高灵敏度的实时在线监测技术，可用于PAN浓度的实时在线监测。基于该方法的仪器在标定过程中需要用到标准浓度的PAN气体，但是由于PAN气体化学活性较大且难以储存，一般需要在线产生标准浓度的PAN气体。

目前，在该领域中一般是通过光解丙酮产生过量的自由基，再与已知浓度的NO气体进行反应，得到大致相同浓度的PAN气体。丙酮光解时产生的ACO3自由基主要通过以下三个途径进行消耗：第一个途径是自由基之间的自反应，第二个途径是自由基在管路材料表面的壁损失，第三个途径是与NO以及与该反应中生成NO₂发生反应。其中，前两个途径造成了自由基的直接损耗，第三个途径则生成了PAN气体。在标准大气环境下，第一个途径和第三个途径所涉及反应速率常数的量级基本类似。因此，为了保证NO的完全转换，就必须提供过量的丙酮气体并光解产生过量的ACO3自由基。在此条件下，由于ACO3自由基的浓度远高于NO/NO₂的浓度，因此绝大部分ACO3自由基其实是通过第一个途径直接损耗掉，导致丙酮气体的利用率较低。

另外，当前PAN标气发生技术中，都是将过量的丙酮气体与定量的NO气体通入一个透明的容器，然后施加紫外光照条件促使其反应，并提供足够长的反应时间以保证NO到PAN的充分转换。因此，要使用PAN标气，就必须等待容器内的反应完成，并且PAN标气的浓度无法动态调节。这使其很难应用于PAN实时在线监测设备的现场标定领域。

发明内容

为了克服现有技术中丙酮气体利用率低、精度差且产气浓度不能实时在线动态调整的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能够实现标准过氧乙酰基硝酸酯气体的动态在线发生并提高丙酮气体的利用率、产气精度与响应速度的过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置。

本实用新型提供了一种过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置，所述装置包括零空气发生单元、NOx气体发生单元、丙酮气体发生单元、混合器和气体连续光解反应转换单元，所述NOx气体发生单元与丙酮气体发生单元并联设置并通过混合器与气体连续光解反应转换单元的进气口连接，所述零空气发生单元分别与NOx气体发生单元、丙酮气体发生单元以及气体连续光解反应转换单元的冷却气入口连接；

其中，所述气体连续光解反应转换单元包括光源、壳体和石英玻璃盘管，所述光源沿着壳体的长度方向设置在壳体中并且能够产生波长为254nm的紫外光；所述壳体采用不透光材料制成且包括顶盖和下壳体，所述顶盖上设置有冷却气入口，所述下壳体的中上部均匀设置有若干条沿着壳体的长度方向布置的狭缝，所述下壳体的下部均匀设置有若干条沿着壳体的长度方向布置的宽缝；所述石英玻璃盘管盘绕设置在所述下壳体的整个外表面上并且包括位于两端的进气口和出气口。

根据本实用新型过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置的一个实施例，所述零空气发生单元包括隔膜泵和过滤柱，所述零空气发生单元产生的零空气是由隔膜泵抽入空气并在恒定压力条件下使空气通过填充有化学滤料的过滤柱净化得到的。

根据本实用新型过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置的一个实施例，所述NOx气体发生单元为基于渗透管原理的一氧化氮和/或二氧化氮标准气体动态在线发生装置，其中，所产生的NOx气体浓度能够根据零空气的流量和渗透管的渗透率计算得到。

根据本实用新型过氧乙酰基硝酸酯气体动态在线发生装置的一个实施例，所述丙酮气体发生单元包括瓶体、T型管体和毛细纤维柱，所述瓶体为棕色瓶或黑色瓶且内装有高纯度丙酮试剂；所述T型管体包括互相连通的水平管体和垂直管体，T型管体通过插入瓶体中的垂直管体密封固定在瓶体的瓶口上；所述毛细纤维柱设置在垂直管体内，其中，毛细纤维柱的一端通过垂直管体伸入水平管体内且另一端伸到瓶体的底部。