用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置

摘要

本实用新型公开了一种用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置，其特征在于：包括第一多孔玻板吸收瓶(1)，第一多孔玻板吸收瓶(1)通过氧化瓶(2)连接第二多孔玻板吸收瓶(3)，第二多孔玻板吸收瓶(3)通过干燥瓶(4)连接止水夹(6)，止水夹(6)通过流量计(5)连接采气泵(7)，第一多孔玻板吸收瓶(1)和第二多孔玻板吸收瓶(3)内均灌注有吸收液；所述氧化瓶(2)内灌注酸性高锰酸钾溶液。本实用新型具有操作较为简单、测定成本较低和适用范围较广的优点。

说明书

技术领域

本实用新型属于氮氧化物检测设备领域，尤其涉及一种测定工作场所空气中氮氧化物的装置。

背景技术

工作场所空气中的氮氧化物，包括一氧化氮和二氧化氮，均具有毒性，因此，对工作场所，特别是易产生氮氧化物的工作场所的空气质量测定中，需要对氮氧化物的浓度进行测定。一氧化氮和二氧化氮的毒性不同，因此，最好是能够精准的测定出一氧化氮和二氧化氮的各自浓度，这有利于对空气质量作出更加精准的判断。

工作场所空气中的氮氧化物的测定方法，按照GBZ/T160.29-2004(3)执行，测定时需要两套装置，包括二氧化氮测定装置和一氧化氮测定装置。二氧化氮测定装置包括第一多孔玻板吸收瓶，第一多孔玻板吸收瓶内灌注5mL吸收液，将采集的空气从第一多孔玻板吸收瓶的进口输入，空气中的二氧化氮溶于吸收液中生成亚硝酸，亚硝酸与吸收液中的氨基苯磺酸起重氮化反应，再与吸收液中的盐酸萘乙二胺耦合成玫瑰红色的偶氮染料，在540nm波长下测定吸光度，即可知二氧化氮浓度。一氧化氮测定装置包括第二多孔玻板吸收瓶，第二多孔玻板吸收瓶内灌注5mL吸收液，第二多孔玻板吸收瓶进口设有三氧化铬-石英砂氧化管，空气从氧化管输入，空气中的一氧化氮被氧化成二氧化氮，进入到第二多孔玻板吸收瓶，吸收液变成玫瑰红色，在540nm波长下测定吸光度，即可知进入到第二多孔玻板吸收瓶的二氧化氮浓度，减去二氧化氮测定装置测定出来的二氧化氮浓度，差值即为一氧化氮浓度。

目前对于氮氧化物的测定，需要用到两套装置，输入两次空气，按要求，两次的输入空气的流速要相等、持续输入时间要相等，这也是为了提高测定结果的精准度，但实际操作上比较困难。因此，现有氮氧化物测定装置存在操作比较困难的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置。本实用新型具有操作较为简单、测定成本较低和适用范围较广的优点。

本实用新型的技术方案：用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置，包括第一多孔玻板吸收瓶，第一多孔玻板吸收瓶通过氧化瓶连接第二多孔玻板吸收瓶，第二多孔玻板吸收瓶通过干燥瓶连接止水夹，止水夹通过流量计连接采气泵，第一多孔玻板吸收瓶和第二多孔玻板吸收瓶内均灌注有吸收液。

前述的用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置中，所述氧化瓶内灌注酸性高锰酸钾溶液。

与现有技术相比，本实用新型将第一多孔玻板吸收瓶、氧化瓶和第二多孔玻板吸收瓶进行了串联，空气中的二氧化氮先被第一多孔玻板吸收瓶吸收，使第一多孔玻板吸收瓶中的吸收液变色，而可以测出空气中的二氧化氮浓度，然后空气中的一氧化氮被氧化瓶氧化成二氧化氮后进入到第二多孔玻板吸收瓶，使第二多孔玻板吸收瓶中的吸收液变色，而可以测出空气中的一氧化氮浓度，测出的二氧化氮浓度和测出的一氧化氮浓度之和即为空气中的氮氧化物的浓度。由于测定二氧化氮浓度和测定一氧化氮浓度时采用了同一份空气，空气经过两个多孔玻板吸收瓶的流速必然相等、时间也必然相等，不需要人为控制，使得操作较为简单，数据也更加有关联性。利用氧化瓶中的酸性高锰酸钾溶液氧化一氧化氮，不但可以降低测定成本，更可以进一步的降低测定误差，并且对环境湿度敏感度低，对于使用环境的要求更低，使本实用新型的适用范围更广。

因此，本实用新型具有操作较为简单、测定成本较低和适用范围较广的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是氮氧化物从第一多孔玻板吸收瓶、氧化瓶、第二多孔玻板吸收瓶依次经过时状态示意图。

图3是GBZ/T160.29-2004(3)标准下二氧化氮测定时的原理图。

图4是GBZ/T160.29-2004(3)标准下一氧化氮测定时的原理图。

附图中的标记为：1-第一多孔玻板吸收瓶，2-氧化瓶，3-第二多孔玻板吸收瓶，4-干燥瓶，5-流量计，6-止水夹，7-采气泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。用于测定工作场所空气中氮氧化物的装置，如图1所示，包括第一多孔玻板吸收瓶1，第一多孔玻板吸收瓶1通过氧化瓶2连接第二多孔玻板吸收瓶3，第二多孔玻板吸收瓶3通过干燥瓶4连接止水夹6，止水夹6通过流量计5连接采气泵7，第一多孔玻板吸收瓶1和第二多孔玻板吸收瓶3内均灌注有吸收液。所述氧化瓶2内灌注10mL酸性高锰酸钾溶液。所述干燥瓶4以硅胶作为干燥剂。

酸性高锰酸钾溶液的浓度：C(KMnO4)＝25g/L。配置方法：称取25g高锰酸钾于1000ml烧杯中，加入500ml水，稍微加热使其全部溶解，然后加入500ml浓度为1mol/L硫酸溶液，搅拌均匀，贮于棕色试剂瓶中。

所述吸收液的配置：将显色液(4.6)和水按4∶1(体积份数)比例混合，即为吸收液。吸收液的吸光度应小于等于0.005。

显色液的配置：称取5.0g对氨基苯磺酸[NH2C6H4SO3H]溶解于约200ml40～50℃热水中，将溶液冷却至室温，全部移入1000ml容量瓶中，加入50mlN-(1-萘基)乙二胺盐酸盐贮备液(4.5)和50ml冰乙酸，用水稀释至刻度。此溶液贮于密闭的棕色瓶中，在25℃以下暗处存放可稳定三个月。若溶液呈现淡红色，应弃之重配。

N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐贮备液的配置：(C10H7NH(CH2)2NH2·2HCl)＝1.00g/L：称取0.50gN-(1-萘基)乙二胺盐酸盐于500ml容量瓶中，用水溶解稀释至刻度。此溶液贮于密闭的棕色瓶中，在冰箱中冷藏，可稳定保存三个月。

工作原理：采气泵7采集工作场所的空气，采气泵7流速为0.3L/min，采集的空气进入到第一多孔玻板吸收瓶1中，空气中的二氧化氮与吸收液反应完全，吸收液变成玫瑰红色，在540nm波长下测定吸光度，即可知进入到第一多孔玻板吸收瓶1的二氧化氮数量，结合从流量计5的经过的空气量，进行第一次计算，即可知二氧化氮浓度。空气进入到氧化瓶2中，空气中的一氧化氮被酸性高锰酸钾溶液全部氧化成二氧化氮，进入到第二多孔玻板吸收瓶3，使第二多孔玻板吸收瓶3中的吸收液变成玫瑰红色，在540nm波长下测定吸光度，即可知进入到第二多孔玻板吸收瓶3的二氧化氮数量，即为进入到氧化瓶2中的空气中的一氧化氮数量，结合从流量计5的经过的空气量，进行第二次计算，即可知一氧化氮浓度。第一次计算得到的二氧化氮浓度和和第二次计算得到的一氧化氮浓度相加即为工作场所空气中的氮氧化物的浓度。空气完成采样后，关闭采气泵7，同时闭合止水夹6，防止出现溶液倒吸。上述两次吸光度测定均应在完成空气采样后进行。

与现有氮氧化物测定方法中所用的两套装置比较：

第一，本实用新型相当于将两套装置进行了串联，并具有干燥瓶4、流量计5、止水夹6、采气泵7。优点是，确保了通过第一多孔玻板吸收瓶1和第二多孔玻板吸收瓶3的空气流量相同，操作简单，还能保证检测误差小。

第二、将氧化铬-石英砂氧化管替换成了灌注酸性高锰酸钾溶液的氧化瓶。原有三氧化铬—石英砂氧化管的制备：筛取20～40目石英砂，用盐酸溶液浸泡一夜后，水洗至中性，烘干。将三氧化铬和石英砂按质量比(1+20)混合，加少量水调匀，105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。做好的三氧化铬—石英砂应是松散的，若沾在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些石英砂重新制备。将制备好的三氧化铬—石英砂装入双球玻璃管中，两端用少量脱指棉塞好，用塞有玻璃珠的乳胶管制做的小帽将两端密封，使用时氧化管和吸收瓶之间用一小段硅橡胶管连接。1)、三氧化铬—石英砂氧化管的制备比较繁琐，含有的三氧化铬为暗红色或紫色晶体，当氧化一氧化氮后分解产物为暗绿色晶体或绿色粉末的三氧化二铬，所以当氧化管变绿色后就失效了，需要重新制备三氧化铬-石英砂氧化管，配制过程繁琐，成本较高。相对而言，高锰酸钾溶液的制备比较简单，成本也更低。2)、在测定氮氧化物的过程中，三氧化铬-石英砂氧化物容易随气流进入到对应的多孔玻板吸收瓶中，导致瓶内的吸收液呈黄棕色，改变吸光度，导致实验结果不准。酸性高锰酸钾溶液则不会随气流进入到多孔玻板吸收瓶中，不会导致实验结果不准。3)、三氧化铬-石英砂氧化管适用的环境相对湿度范围为30％～70％RH,当空气湿度大于70％RH时，需要勤换氧化管，小于30％RH时，在使用前用需要经过水面的潮湿空气通过氧化管平衡1h，在使用过程中，应随时注意是否吸湿引起板结或变绿而氧化效果减弱或失效，使用条件苛刻。而酸性高锰酸钾溶液氧化瓶能克服空气或者吸收瓶中水汽影响，适用条件更加宽泛。4)、氧化瓶与一氧化氮接触面积较大，持续氧化效果比氧化铬-石英砂氧化管更好。