[發(fā)明專利]一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410207273.3
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103977739A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳炫;張清宇;段菁春;傅昂毅;張新民;楊加贏;韓鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學研究院
• 主分類號: B01F15/04
• 分類號: B01F15/04;B01F3/02
• 代理公司: 北京尚德技研知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 何春蘭;嚴勇剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體發(fā)生系統(tǒng)及其方法，特別是關(guān)于一種過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)及其方法，具體為一種大氣環(huán)境濃度的過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

過去幾十年，大氣中的過氧化物成為大氣化學重點關(guān)注的對象。大氣過氧化物是液相中(pH<5)氧化SO₂為硫酸(H₂SO₄)或硫酸根離子(SO₄^2-)的主要氧化劑，在大氣酸化過程中擔當重要的角色。同時，過氧化物是大氣中OH、HO₂等自由基的源和匯，可以指示對流層光化學反應的進程，并與臭氧、氮氧化物等污染物關(guān)系密切，幫助理解和控制大氣中自由基的分布和臭氧的生成和消減等。此外，過氧化物如HMHP等會破壞植物細胞結(jié)構(gòu)，被認為是森林退化的原因之一。因此，準確分析大氣中過氧化物的濃度、了解過氧化物在大氣中的化學行為非常重要。大氣中的過氧化物在采樣過程中會受到環(huán)境中O₃、SO₂、NOx等污染物的干擾，目前這些污染氣體、尤其是還沒有一種可以非常準確得測定大氣過氧化物的方法，此外，過氧化物特別是有機過氧化物在大氣中的化學行為也需要進一步的研究。

研究采樣方法和大氣化學行為，需要一套過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)來進行模擬實驗。由于大氣環(huán)境中過氧化物的濃度非常低，H₂O₂濃度通常在0.1ppbv至2ppbv之間，有機過氧化物的濃度更低，約為H₂O₂濃度的1/10～1/5，且過氧化物自身極不穩(wěn)定，因此要模擬發(fā)生出環(huán)境濃度水平的過氧化物氣體并且在該范圍內(nèi)精確可調(diào)十分困難。目前文獻中記載的過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，較難長時間穩(wěn)定地發(fā)生出低濃度氣體，且要調(diào)節(jié)發(fā)生出的氣體濃度，往往需要一天左右的時間來使系統(tǒng)穩(wěn)定，既不便于操作，也限制了發(fā)生系統(tǒng)的應用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明的目的在于提出一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、操作性強，發(fā)生出的氣體濃度可以短時間內(nèi)、在極低的濃度范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)，可單一或同時添加不同種類混合氣體，適用于大氣過氧化物采樣方法、分析方法及其大氣化學行為研究。

本發(fā)明的另一目的是提出一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生方法。

本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括零氣發(fā)生裝置，氣體發(fā)生裝置，配氣系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)，所述氣體發(fā)生裝置包括質(zhì)量流量控制器和過氧化物氣體發(fā)生瓶，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶具有進氣口，出氣口和發(fā)生液，所述進氣口通過管路連接所述質(zhì)量流量控制器；所述配氣系統(tǒng)包括第一流量控制器，第一氣體混合裝置，第二流量控制器，第二氣體混合裝置，第三流量控制器，第三氣體混合裝置和混合氣體源，所述采樣系統(tǒng)包括第一采樣裝置，第二采樣裝置和氣體測定儀；所述零氣發(fā)生裝置通過管路分別連接質(zhì)量流量控制器和第一、二流量控制器，所述第一氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第一流量控制器的出口和過氧化物氣體發(fā)生瓶的出口，所述第二氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第二流量控制器的出口和第一氣體混合裝置的出口，所述第三氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第二氣體混合裝置的第一出口和第三流量控制器的出口，第三流量控制器的入口連接混合氣體源，所述第二氣體混合裝置的第二出口通過管路連接第一采樣裝置，所述第三氣體混合裝置的出口通過管路分別連接第二采樣裝置和氣體測定儀。

優(yōu)選地，所述第二、三氣體混合裝置之間設有一個與外部空氣相通的管路；所述配氣系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)之間也設有一個與外部空氣相通的管路。

優(yōu)選地，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶中的進氣口的位置高于發(fā)生液的液面高度。

優(yōu)選地，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶中的發(fā)生液為過氧化氫、甲基過氧化氫、羥甲基過氧化氫或乙基過氧化氫。

優(yōu)選地，所述混合氣體源為一個或多個，所述氣體測定儀與混合氣體源的數(shù)量相同，所述氣體測定儀分別對應相應的混合氣體源。

優(yōu)選地，所述混合氣體源為臭氧源、二氧化硫源、氮氧化物源或揮發(fā)性有機物源；所述氣體測定儀為臭氧測定儀、二氧化硫測定儀、氮氧化物測定儀或揮發(fā)性有機物測定儀。

優(yōu)選地，所述第二氣體混合裝置與第一采樣裝置之間的管路長度與所述第三氣體混合裝置與第二采樣裝置之間的管路長度相等；所述第三氣體混合裝置和第二采樣裝置之間的管路長度與第三氣體混合裝置和氣體測定儀之間的管路長度相等。