紫外差分吸收光谱技术的工业过程甲醛(CH2O)排放检测研究

（Sevenstar）控制混合气体的比例，一路控制N2，一路 控制标气CH2O的流量，经过气体室后尾气由活性炭吸收 装置和尾气处理装置处理后排出。
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图1 实验结构原理图
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关键词：紫外差分光谱技术；甲醛；最小二乘法；多项式拟合 中图分类号：X831 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2019）09-0065-04
引言
甲醛（C H 2O）是 一种工业常用物质，主 要用于 热 固 性 脲 醛、酚 醛 及 蜜 胺甲醛 树 脂、胶 黏 剂、有 机合成、 合成材料、涂料、橡胶、炸药、医药、农药等行业 ， [1～3] 其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛 树酯、氨基树酯、乌洛托产品及多元醇类等。全球约有 60%的甲醛树脂应用于木材行业胶黏剂，尤其随着人造 板工业的发达，对甲醛的需求量甚大[5～6]。
甲醛是具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性的化学品， 对人体以及大气环境具有危害，是空气中含量最高的醛类 物质，主要来源于直接释放以及烷烃与N02的光化学氧化反 应。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名 单上高居第二位，已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形 物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一， 具有强烈的致癌和促癌作用。因此，对于工业过程和污染 物监测过程，甲醛测量显得十分重要。
目前市场上存在许多家具甲醛安全测量设备，其
主要测量方法[7～9]有分光光度计法，“品红醛”比色 法和NF、EN、ANSI、BS、DIN、HST方法，气相色 谱法，电化学方法DOAS方法。其中分光光度计法需 要收集甲醛气体，然后采用碘液和硫代硫酸钠标准溶 液再操作标准曲线，不适于工业现场在线实时测量； “品红醛”比色法不适于定量分析且需要收集；气象色 谱分析需要几分钟以上的时间才能得出分析结果；电化 学方法往往作为报警仪，无法精确测量，不能应用于定 量分析，且该类传感器受H2S、SO2、乙醇、NH3、CH4O 等物质干扰，在较高浓度的条件下还出现中毒现象，导 致传感器失效，在现场应用情况下，即使无甲醛也会出 现较大的测量值，因而此类传感器不能较好的应用于木 材厂中量程为0～50ppm的甲醛快速实时测量。本文采 用紫外差分吸收光谱技术（UV-DOAS）[9～13]进行甲醛 测量，该方法具有高灵敏性，高时间分辨率及适用于大 范围非接触测量，不受水汽、粉尘等因素干扰，不破坏 痕量气体特性和实时、在线自动测量等多种优点，可应 用于烟气、大气等检测[14～19]。
Environmental Monitoring
环境监测
紫外差分吸收光谱技术的
工业过程甲醛（CH2O）排放检测研究
盛润坤，项金冬，陆生忠
（杭州春来科技有限公司，杭州 310052）
摘要：结合烟气分析仪，基于DOAS原理和最小二乘方法对污染物CH2O进行光谱测量和浓度反演，实验 结果表明，利用2m光程的气体室，测量结果精确，最大的相对误差在0.6%以内，测量结果波动小，且检测 下限低至0.09ppm，精度为0.16ppm，能实现稳定在现场的CH2O目标污染物物质的检测。
CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2019.9
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Environmental Monitoring
环境监测
1 紫外差分吸收光谱法原理
紫外差分吸收光谱法（UV-DOAS）是 20 世纪70 年 代由U.Platt等人提出，利用不同污染物分子在紫外可见 区的特征窄带吸收谱线结构来反演气体浓度的方法，现 已成为大气污染物监测的主流方法之一[8～10]，该方法采 用分辨率高的光谱仪和具有较宽波段的脉冲氙灯光源， 用以获取多种污染物气体分子浓度。DOAS技术的理论 基础为比尔朗伯定律，表示如下：