[发明专利]一种基于船舶尾气烟羽SO2

说明书

本发明公开了一种基于船舶尾气烟羽SO₂监测的前处理装置，包括：第一船舶尾气烟羽进气管路、反应前NO监测传感器、高压放电式臭氧发生器、NO与O₃反应室、自适应变压控制器、反应后NO监测传感器、第二船舶尾气烟羽进气管路；本发明解决了船舶尾气烟羽SO₂监测设备因船舶尾气烟羽中高浓度NO的存在导致SO₂浓度测不准的难题，为基于嗅探法的内河船违规使用硫含量超过10ppm的高硫柴油的监管提供技术支撑。

技术领域

本发明属于检测船舶尾气烟羽成分估算燃油品质的海事监管技术领域，特别是涉及一种基于船舶尾气烟羽SO₂监测的前处理装置，剔除船舶尾气烟羽中高浓度NO存在对SO₂监测的干扰。

背景技术

2019年1月起，我国实施GB 17411-2015船用燃料油《第1号修改单》，各种型号的船用柴油的硫含量上限为10ppm。海事执法检查中除了在登船时用到便携式测硫仪外，国内外均会提前采用船舶尾气烟羽SO₂监测设备在桥、岸、船闸等卡口位置识别嫌疑船，以提高执法检查的效率和针对性。

船舶尾气烟羽SO₂监测设备的原理是同步检测船舶尾气SO₂和 CO₂，根据燃油中碳含量约为87％的事实，估算燃油硫含量。然而，船舶尾气烟羽SO₂监测设备主要适用于船用重油的监管，硫含量上限为 0.5％或0.1％，并不适用于船用柴油的监管。主要原因是，高精度的 SO₂分析仪采用紫外荧光的原理，而尾气烟羽中存在的NO在紫外线照射下也会产生微弱的荧光，会被误测为SO₂。对船用重油监管，误测可忽略不计；但对于船用柴油监管，误测结果无法忽略，甚至远超真实的硫含量结果。目前，国内外尚无适用于船用柴油硫含量监管的船舶尾气烟羽SO₂监测设备，海事执法检查依然以登船抽样化验为主，存在效率低、缺少针对性的缺点，造成了执法资源的极大浪费。

随着科学技术的发展，人们想到在船舶尾气烟羽SO₂监测设备的进气管路中添加一个前处理装置，利用O₃等强氧化剂将船舶尾气烟羽中的NO去除干净。但如何精准把握O₃的产生量是关键，过少则去除不干净以至于达不到效果，过多则会导致部分SO₂被氧化成SO₃形成硫酸，降低SO₂监测准确性的同时还有加速设备内部腐蚀的副作用。

因此，寻找一种自适应地控制O₃产生量的前处理装置来拓展船舶尾气烟羽SO₂监测设备的应用范围，从而实现高效、精准的船用柴油硫含量监管成为研究人员关注的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于船舶尾气烟羽SO₂监测的前处理装置，以拓展船舶尾气烟羽SO₂监测设备的应用范围，通过监测船舶尾气烟羽成分准确反推船用柴油的硫含量，快速甄别船用柴油硫含量超过10ppm的违规船舶。

为实现上述目的，本发明提出一种基于船舶尾气烟羽SO₂监测的前处理装置，包括：第一船舶尾气烟羽进气管路、反应前NO监测传感器、高压放电式臭氧发生器、NO与O₃反应室、自适应变压控制器、反应后NO监测传感器、第二船舶尾气烟羽进气管路；

所述第一船舶尾气烟羽进气管路通过所述NO与O₃反应室与所述第二船舶尾气烟羽进气管路连接；

所述第一船舶尾气烟羽进气管路沿水平方向依次设置有所述反应前NO监测传感器和所述高压放电式臭氧发生器；所述反应前NO监测传感器的一端与所述第一船舶尾气烟羽进气管路连接，另一端与所述自适应变压控制器连接；所述高压放电式臭氧发生器的一端与所述第一船舶尾气烟羽进气管路连接，另一端与所述自适应变压控制器连接；