一氧化碳對定電位電解法測定二氧化硫的影響

高帥鵬，張北，朱正威，史保貴，霍希宗

?

一氧化碳對定電位電解法測定二氧化硫的影響

高帥鵬，張北，朱正威，史保貴，霍希宗

（河南廣電計(jì)量檢測有限公司，河南 鄭州 450001）

采用定電位電解法測定固定污染源廢氣中二氧化硫，進(jìn)行一氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)，得出一氧化碳對定電位電解法測定二氧化硫產(chǎn)生正干擾，經(jīng)數(shù)據(jù)分析建立數(shù)學(xué)模型，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行人工修正，比對結(jié)果正常。

定電位電解法；數(shù)學(xué)模型；CO干擾

隨著空氣污染問題的愈加嚴(yán)峻，大氣污染物的實(shí)時(shí)、有效及準(zhǔn)確檢測愈加引起社會(huì)各界廣泛的關(guān)注。二氧化硫作為重要的大氣污染物之一，對環(huán)境有著嚴(yán)重的破壞。我國對固定污染源廢氣中二氧化硫的測定方法主要包括化學(xué)法和儀器法[1]，其中儀器法為便攜式，可以直接測出濃度，使用便捷、高效；定電位電解法是比較成熟的便攜式測定二氧化硫的方法[2]。但是，實(shí)際工業(yè)煙氣中組分復(fù)雜[3]，定電位電解法在測定固定污染源廢氣二氧化硫的過程中會(huì)受到其他氣體成分的干擾，一氧化碳對其測定干擾最為普遍且復(fù)雜多變[4]。因此，消除一氧化碳對二氧化硫測定的干擾，才能準(zhǔn)確地測定污染源中二氧化硫的排放量。本文運(yùn)用模擬試驗(yàn)方法，探討了一氧化碳對定電位電解法測定煙氣中二氧化硫的影響，并提出了具體對策及建議。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 方法原理

被測氣體經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入滲透膜后擴(kuò)散至敏感電極表面，在敏感電極、電解液、對電極之間進(jìn)行氧化反應(yīng)，參比電極在傳感器中不暴露在被分析氣體中，用來為電解液中的工作電極提供恒定的電化學(xué)電位。被測氣體通過滲透膜進(jìn)入電解槽傳感器電解液中[5-6]，擴(kuò)散吸收的二氧化硫發(fā)生以下氧化反應(yīng)：

SO2+2H2O→SO42-+4H++2e

與此同時(shí)產(chǎn)生對應(yīng)的極限擴(kuò)散電流，在一定范圍內(nèi)其大小與二硫化碳濃度成正比，即：

在一定工作條件下，電子轉(zhuǎn)移Z、法拉第常數(shù)、氣體擴(kuò)散面積，擴(kuò)散常數(shù)和擴(kuò)散層厚度均為常數(shù)。因此，電化學(xué)反應(yīng)中流向工作電極的極限擴(kuò)散電流與被測的二氧化硫濃度成正比[7-9]。

1.2 主要儀器與試劑

青島嶗應(yīng)3012H型煙氣綜合分析儀，青島嶗應(yīng)應(yīng)用技術(shù)研究所；德圖350，testo。質(zhì)量濃度為31.1、216、5 374 mg/m3二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣，河南省計(jì)量工程技術(shù)研究中心；質(zhì)量濃度為215、5 148、4 829 mg/m3的一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣，河南省計(jì)量工程技術(shù)研究中心。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器對比

將質(zhì)量濃度分別為31.1、216、5 374 mg/m3的二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣，分別用青島嶗應(yīng)3012H型煙氣綜合分析儀，德圖350進(jìn)行測量，得到結(jié)果如表1。

表1 兩種儀器測定二氧化硫結(jié)果的比較

表1中的數(shù)據(jù)為多次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，可以看到，兩種二氧化硫儀器測定二氧化硫標(biāo)氣時(shí)均可得到良好的結(jié)果，且誤差值滿足HJ 57-2000 《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》。

2.2 CO的干擾

將質(zhì)量濃度分別為215、5 148、4 829 mg/m3的一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣，分別用青島嶗應(yīng)3012H型煙氣綜合分析儀，德圖350進(jìn)行測量，得到結(jié)果如表2。表2中的數(shù)據(jù)為多次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，可以看到，一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣對兩種儀器測定二氧化硫均有一定的正干擾，且其響應(yīng)值隨一氧化碳濃度的增加而增加，無明顯臨界濃度。將CO質(zhì)量濃度（）與兩種儀器測得的SO2的平均值（）進(jìn)行線性擬合，得到回歸方程=24.569+1.011 1，呈一定的線性關(guān)系。

表2 CO標(biāo)準(zhǔn)氣體對二氧化硫的干擾

2.3 現(xiàn)場監(jiān)測

在現(xiàn)場驗(yàn)證測試中，選擇典型生產(chǎn)工藝，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合線性方程，進(jìn)一步驗(yàn)證CO對SO2測定的干擾規(guī)律，并將測定結(jié)果與碘量法的測定結(jié)果進(jìn)行比對，結(jié)果見表3。

表3 儀器修正后測定結(jié)果

試驗(yàn)表明，定電位電解法測定后進(jìn)行修正補(bǔ)償后能夠滿足環(huán)境監(jiān)測準(zhǔn)確度的需求。

3 結(jié) 論

利用定電位電解法對SO2進(jìn)行測定時(shí)，CO對測定結(jié)果產(chǎn)生正干擾，且在一定濃度范圍內(nèi)呈線性相關(guān)。在實(shí)際測試中驗(yàn)證結(jié)果表明，通過修正的數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確測定固定污染源廢氣中的二氧化硫。

[1] 王麗絨. 基于定電位電解法的SO2濃度檢測信號(hào)處理方法調(diào)研報(bào)告分析[J]. 山西科技, 2016, 31 (06): 71-73.

[2] 白煜,周祥宇,張曉麗,等. 定電位電解法和非分散紅外法測定誤差分析[J]. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè), 2016 (04): 36-39.

[3] 曹小紅,朱光輝,莫滔,等. 定電位電解法測定煙道內(nèi)二氧化硫時(shí)一氧化碳干擾問題探討[J]. 低碳世界,2016 (11):11-12.

[4] 張迪生,謝馨. CO對定電位電解法測定SO2的影響及對策探討[J]. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù), 2014, 26 (02): 60-62.

[5] 周偉斌. 定電位電解法測定固定污染源中二氧化硫的不確定度[J]. 廣東化工,2013,40(10):135-136+158.

[6] 郭偉明. 定電位電解法測定固定污染源廢氣中二氧化硫的方法[J]. 科技信息, 2013 (13): 70+105.

[7] 張玉龍,張炳宏,孟江紅,等. 定電位電解法測定活化爐煙氣二氧化硫存在問題的探討[J]. 石油化工應(yīng)用, 2012, 31 (05): 55-58.

[8] 汪楠,王同健,許亮,等. 定電位電解法測定煙道氣SO2過程中的干擾和對策[J]. 城市環(huán)境與城市生態(tài), 2009, 22 (04): 41-43+47.

[9] 戈鳳玲,王慧琴,劉子善. 定電位電解法測定鍋爐煙氣中污染物濃度[J]. 內(nèi)蒙古石油化工, 2007 (04): 25-26.

Influence of Carbon Monoxide on Determination of Sulfur Dioxide by Constant Potential Electrolysis Method

,,,,

(Henan GRG Metrology & Test Co., Ltd., Henan Zhengzhou 450001, China)

The influence of carbon monoxide on determination of sulfur dioxide in the exhaust gas of fixed source by constant potential electrolysis methodwas investigated. The results showed that carbon monoxide produced the positive interference on the determination of sulfur dioxide. A numerical model was established according to the rule of carbon monoxide interference. And the model was applied to monitor sulfur dioxide , the results were within the acceptance scope.

constant potential electrolysis; mathematical model; CO interference

2017-10-27

高帥鵬（1986-），男，工程師，碩士，河南洛陽人，2013年畢業(yè)于鄭州大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，研究方向：從事環(huán)境監(jiān)測與分析工作。

O657.13

A

1004-0935（2017）12-1233-02