电气设备中保护气体监测用SO2F2气体标准物质研制

介绍了钢瓶装氦气中氟化硫酰（SO₂F₂）气体标准物质的研制过程。标准混合气是通过将SO₂F₂和氦气充装到钢瓶中制备而成,研究了气瓶内压力和保存时间对混合气稳定性的影响。对混合气配制的一致性进行了考察,并对引入的不确定度进行了评估,由结果可以看出,每个摩尔分数点混合气的量值一致性均较好。通过对称量法配气与稳定性导致的不确定度的评价,结果显示利用称量法制备的氦气中SO₂F₂气体标准物质在6个月内的稳定性良好,其相对扩展不确定度不大于2%。     

空气中正丁烷标准气体的研制

阐述了空气中正丁烷气体标准物质的研制方法。采用GB/T 5274.1—2018《气体分析校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备一级混合气体》中规定的方法制备出空气中正丁烷气体标准物质并计算定值，采用氢火焰离子化气相色谱仪(FID)对制备的气体标准物质的均匀性和稳定性进行了考察。将所研制的气体标准物质送至中国计量科学研究院进行了分析比对验证，比对结果良好，相对偏差均在1.5%以内，达到预期研制目标，标准气体的特性量值已达到国内同类标准物质的性能指标。     

基于Na3Zr2Si2PO12固体电解质的非平衡态SO2传感器

基于Na₃Zr₂Si₂PO₁₂(NASICON)固体电解质, 分别以Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和NaRe(SO₄)₂复盐为敏感电极材料制备了片式SO₂非平衡态气体传感器。结果表明, 该类型传感器的输出电动势与SO₂气体浓度的对数呈良好的线性关系, 在低温260℃具有最佳性能, 灵敏度分别达到了160 mV/decade和136 mV/decade。传感器在不同浓度的SO₂气体中的交流阻抗谱测试结果显示, 气体在敏感电极的三相界面处电化学反应的活性随着气体浓度的增大而增强, 结合敏感电极结构, 对该类敏感电极的机理进行了分析。由于NASICON具有良好的低温钠离子导电性, 可以大幅降低传感器的工作温度; 由于Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和NaRe(SO₄)₂敏感材料具有更好的化学稳定性, 制备的传感器具有良好的可重复性和稳定性。基于非平衡态设计的传感器, 具有结构简单和成本低的优点。以上特性为该传感器在SO₂气体在环境监测方面的应用提供了可能。     

SF6/N2混合气体中特征分解产物检测技术研究

SF₆/N₂混合气体设备在长时间运行过程中可能因故障导致混合气体发生分解,因此可通过检测分解产物对设备运行状态进行监测。研究了超高温裂解+电化学原理的NF₃检测传感器在SF₆/N₂混合气体系统内的检测特性,并对传感器灵敏度、检测限以及使用温度、SF₆/N₂混气比和SF₆/N₂混气分解产物对传感器性能的影响等进行研究。结果显示,采用超高温裂解+电化学原理的NF₃传感器灵敏度较高,在检测不同浓度的NF₃气体时均能在1.5 min内完成响应;传感器最小响应浓度为0.5μL/L;使用温度、SF₆/N₂混气比以及分解产物(H₂S、SO₂)对传感器检测准确性和重复性无影响。此项研究为SF₆/N₂混气中的NF₃...     

紫外吸收光谱法在线测量SO3的实验研究

基于紫外吸收光谱法对SO₃的在线测量进行了实验研究,搭建了SO3气体发生系统。为提高检测精度,探究了去除测量过程中的各种干扰因素。SO₃与SO₂的特征吸收波段重叠严重,通过合理选择特征吸收波段和光谱反演策略最大程度地去除SO₂对SO₃测量的影响。研究中采用标准曲线法结合单波长法、双波长法和积分光谱法建立了标准曲线。结果表明:积分光谱法的测量误差最小,可优先应用于SO3排放的在线光谱计量分析。     

基于STM32的大气环境质量监测仪

针对6种大气环境主要污染物,开发了一款基于STM32的大气环境质量监测仪。选用高精度电化学气体传感器和激光粉尘传感器为监测模块,对大气环境中的臭氧(O₃)、二氧化氮(NO₂)、二氧化硫(SO₂)、一氧化碳(CO)和颗粒物(PM_2.5、PM₁₀)6种主要污染物的浓度进行周期性循环监测。采用数字滤波算法和交叉干扰阈值修正数学模型,对传感器响应信号进行修正和交叉干扰补偿。在相同环境条件下对监测仪稳定性和精度进行多次测试,测试结果表明,大气环境质量监测仪具有良好的稳定性,能够实现6种环境污染气体浓度的周期性精确检测,精度不超过5%。     

汽车尾气监测用气体标准物质的研制

根据欧洲Ⅵ号标准,研制出低浓度汽车尾气监测用气体标准物质.该标准物质采用GB/T 5274-2008《气体分析校准用混合气体的制备称量法》中规定的方法制备并计算定值,采用气相色谱和氮氧化物分析仪对标准气体的均匀性和稳定性进行了考察,并对称量法制备过程的不确定度进行了分析评价.所制备的汽车尾气监测用气体标准物质与标准样品进行了比对,从而确保了所研制气体标准物质的量值准确可靠.     

GA-BP模型在大气微站数据修正中的应用

针对大气微站中的电化学气体传感器选择性不足,容易受到非目标气体交叉干扰的问题,提出使用遗传算法(GA)优化的反向传播(BP)神经网络模型(GA-BP模型)对微站进行数据修正的方法。GA-BP模型在善于处理非线性黑箱问题的BP神经网络模型的基础上引入具有全局寻优能力的GA,通过GA对神经网络的初始参数进行优化,弥补了BP神经网络容易陷入局部极小值的缺陷,提升了模型整体的精度和稳定性。实验结果表明,经过GA-BP模型修正后的微站可以实现对混合气体中的NO₂、CO、O₃和SO₂的准确定量分析,4种气体浓度的计算值和实测值之间的拟合优度(R²)均超过了0.95,与一元、多元线性回归和传统的BP神经网络相比,修正效果优势明显。此外,GA-BP模型还具有良好的泛化能力,将未参与训练的微站数据带入其中,得到的4种气体浓度计算值和实测值之间的R²值也均在0.88以上,证明了本方法具有很好的适用性,可以为厂家提升设备性能以及使用者得到准确的空气污染物的浓度数据提供有益的参考。     

铁修饰二碲化钼吸附氮化物的气敏特性研究

本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了毒害性气体NO、NO₂和NH₃在铁修饰MoTe₂(Fe-MoTe₂)单分子层上的吸附和传感行为，探究其作为电阻型化学气体传感器的潜力。首先，研究了Fe修饰在单层MoTe₂上最稳定的几何构型和电子行为。结果表明，Fe原子掺杂剂可以稳定地吸附在单层MoTe₂表面T_Mo处，修饰后体系的带隙减小并且电子密度增加，产生2.00μ_B磁矩。其次，Fe-MoTe₂对NO、NO₂和NH₃气体的吸附能分别达到了-3.13 eV、-2.27 eV和-1.19 eV，总态密度图(DOS)以及分波态密度图(PDOS)的分析验证了Fe原子修饰对气体吸附性能的影响。能带结构和差分电荷密度分析为Fe-MoTe₂作为电阻型化学气体传感器提供了基本传感机理。最后，灵敏度分析表明Fe-MoTe₂     

改性沉珠对吸附脱除SO2效率的影响

SO₂是目前危害最大的大气污染源之一，为控制SO₂的超标排放，我国展开了多种脱硫剂的研究。其中粉煤灰经改性后脱硫效果得到大幅度提升。沉珠是可从粉煤灰中分选而来的一种特殊的微珠，不仅化学组分与粉煤灰基本相似，而且具有比常规粉煤灰更强的“火山灰活性”。为了探究改性沉珠对吸附脱除SO₂效率的影响，对比分析改性前后沉珠的矿物组成、颗粒形貌等，并在模拟干法烟气脱硫实验平台上，实验研究改性沉珠与传统Ca(OH)₂脱硫剂吸附脱除SO₂的效率。结果表明：改性沉珠比原状沉珠的比表面积更大，孔隙更多，有利于提升吸附脱除烟气中SO₂的效率；沉珠改性后生成水合硅酸钙、水合铝酸钙、水合硅铝酸钙等产物；对比分析Ca(OH)₂与改性沉珠的脱硫效率，Ca(OH)₂的脱硫效率随时间推移明显降低，最高脱硫率为93.5%,而改性沉珠的脱硫效率稳定，最高脱硫率高达100%且持续80 min,脱硫效果明显远优于Ca(OH)₂。     

氮中异丁烯气体标准物质研制

依据GB/T5274.1-2018《气体分析校准用混合气体制备第1部分:称量法制备一级混合气体》制备氮中异丁烯气体标准物质,考察混合气体组分与气瓶种类、气体阀门可能发生的吸附、钢瓶压力变化的均匀性和贮存时间变化的稳定性,将制备的气体标准物质送中国计量科学研究院进行比对验证,表明研制的(1.00～10.0)μmol/mo...     

浅析火力发电厂超低排放中SO2的测量

在火力发电厂超低排放海水脱硫系统中,烟气中含湿量大、SO₂浓度低,由于SO₂易溶入水,因此导致其测量较为困难。而采样管内积水会造成SO₂测值偏低。该文针对异常原因分析并对采样管进行改善,以解决因积水问题造成的测值异常。稀释探头限流孔堵塞会导致SO₂测值异常,该文分析了造成限流孔易堵塞原因,改善了探头加热系统,保证了SO₂的准确测量。采用OPSIS公司稀释采样法和API公司T100型紫外荧光法SO₂分析仪能准确稳定地测量烟气中SO₂浓度,满足现行环保法规的要求。     

瓶装氮气中22组分挥发性卤代烃混合气体标准物质的研制

介绍瓶装1μmol/mol氮气中22组分挥发性卤代烃混合气体标准物质的研制过程。以22种挥发性卤代烃高纯试剂为原料,采用称量法制备并计算定值,评定制备过程引入的不确定度、以及均匀性和稳定性引入的不确定度,并将研制的标准物质送至中国计量科学研究院进行测试比对,采用En值评定比对结果,结果显示En值均1,所有组分比对结果判定均为满意,验证研制标物定值结果的准确性。该气体标准物质获得国家二级气体标准物质证书,编号为GBW(E)062232,其定值的相对扩展不确定度为U=5.0%(k=2),有效期限为12个月。     

SiO2气凝胶基空气净化材料的研究进展

SiO₂气凝胶具有高孔隙率、良好的吸附能力和表面易改性等优异特性，在污水和空气净化等领域具有极大的应用前景。近年来，城市温室效应加剧、空气质量下降，亟待开发新一代高效空气净化材料。从温室气体吸附和气相有毒化合物吸附两个应用背景出发，总结了SiO₂气凝胶的吸附原理和改性工艺，概述了众多学者在该领域的研究成果，并对未来研究方向提出了展望。     

空心玻璃微珠内部残余气体分析

空心玻璃微珠在航空航天、军工等领域有广泛应用,其内部残余气体压强及成分对传热等性能有重要影响,目前国内外还没有残余气体分析相关报道。针对空心玻璃微珠内部压强未知、尺寸小、数量多等特点,设计了一种基于波纹管真空动密封的样品破坏取样机构。基于静态升压法和动态流导法,结合破碎率,推导空心玻璃微珠内部压强计算公式。采用小孔对大气量残余气体降压取样,并使用四级质谱仪对其进行成分分析。对比初读法和积分法两种质谱分析方法,其中积分法分析结果具有更好的一致性。结果表明,取样机构可以获得40%以上的质量微珠破碎率,基于玻璃粉末法制备的空心玻璃微珠内部压强在27000 Pa左右,残余气体成分主要包括SO₂、N₂、CO、CO₂和O₂。     

空气预热器蓄热元件腐蚀原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析、能谱分析以及X射线衍射分析等方法,对某厂600 MW亚临界锅炉空气预热器冷端蓄热元件的腐蚀原因进行了分析。结果表明:该蓄热元件的腐蚀为烟气中SO₂/SO₃气体作用下发生的低温腐蚀。并针对蓄热元件的腐蚀原因提出了预防措施。     

燃煤电厂烟气中SO3的生成、危害、测试及排放特征研究

燃煤电厂烟气中SO₃等非常规污染物的排放尚未得到有效控制,其危害主要表现在低温腐蚀、设备堵塞和环境污染等,主要来源于煤的燃烧。对中国200种煤种基硫含量（S_ar）进行统计分析,其范围在0.11%~3.47%,平均值为0.82%;SO₃采样方法主要有控制冷凝法、异丙醇吸收法,将2种方法耦合使用,可大幅提高SO₃的捕集率,提高测试数据的准确性;基于现场实测及文献调研,对现有燃煤电厂的SO₃排放特征进行表征。结果可为后续燃煤电厂SO₃排放控制提供借鉴。     

Fe-Mn/TiO2低温NH3-SCR脱硝催化剂的SO2中毒机理

Fe-Mn/TiO₂低温脱硝催化剂具有较高的低温活性和热稳定性,但抗SO₂能力差,不能满足工业应用要求。目前对于SO₂中毒位点以及中毒机理仍不明确。通过浸渍法制备了Fe-Mn/Ti、Fe/Ti、Mn/Ti,并在SO₂或NH₃-SCR气氛下对催化剂进行预硫化,通过TPD、H2-TPR、XRD、FTIR、XPS等表征手段对预硫化前后的样品进行表征,发现Ti、Fe/Ti、Mn/Ti和Fe-Mn/Ti催化剂预硫化后,Ti均发生硫酸化。在NH₃-SCR气氛比在SO₂气氛下催化剂中毒更严重,Fe加入后与Mn形成复合氧化物,改变Mn的存在状态,抑制Mn的硫酸化,但并没能阻止Ti的硫酸化。因此催化剂的抗毒性不仅要防止活性组分中毒,也需要防止载体中毒。     

基于MIC和MPA-KELM的脱硫出口SO2浓度预测

建立脱硫出口SO₂浓度预测模型是实现脱硫系统经济运行的基础。针对这一问题,提出了基于最大信息系数(MIC)的变量选择方法和基于海洋捕食算法(MPA)优化核极限学习机(KELM)的脱硫出口SO₂浓度预测模型。首先,采用机理分析法筛选影响出口SO₂浓度的变量,提出循环浆液综合流量表达方法,便于描述浆液循环泵组合的影响特性;在此基础上,通过基于最大信息系数的变量选择算法确定模型输入变量;运用MPA对KELM的正则系数C和核参数S进行寻优,建立MPA-KELM的出口SO₂浓度预测模型;最后,利用电厂运行数据进行仿真实验。实验结果表明,所建立出口SO₂浓度预测模型的均方误差、平均绝对百分比误差分别为1.236 66 mg/m³和4.987 6%,预测精度高,能够为脱硫系统出口SO₂的现场优化控制提供技术支持。     

锐钛矿相二氧化钛纳米棒的制备及其光催化性能研究

以Ti(SO₄)₂为钛源制备过氧钛酸水溶液，再以过氧钛酸水溶液为前驱体，利用低温水热法制备出纳米棒状锐钛矿相TiO₂溶胶。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱对所制备的TiO₂溶胶的表面形貌和光学性质进行表征，利用TiO₂溶胶在紫外光下对甲基橙的光降解效果和可见光下对亚甲基蓝的光降解效果来评价样品的光催化活性。结果表明，制备的TiO₂溶胶尺寸均一，为标准的锐钛矿型；在紫外光下对甲基橙的光降解效果160min可达到91.4%,在可见光下对亚甲基蓝的光降解效果150min可达到14.3%。