汽车排放分析系统中NOX转换效率的计算分析
NOx浓度计算方法
NOx浓度计算方法1.1.1 NOx 浓度计算方法实际干烟气中NOx 的浓度计算方法为：（1.5-1）式中： NOx （mg/Nm 3）—标准状态，实际干烟气氧含量下NOx 浓度，mg/Nm 3； NO （μL/L ）—实测干烟气中NO 体积含量，μL/L ；0.95 —按照经验数据选取的NO 占NOx 总量的百分数（即NO 占95%，NO 2占5%）；2.05 — NO 2由体积含量μL/L 转换为mg/m 3的转换系数。
修正到标准状态下氧含量为6%时的干烟气中NOx 的浓度计算方法为：（1.5-2）式中： NOx （mg/Nm 3@6%O 2）—修正到标准状态下氧含量为6%时的干烟气中NOx 排放浓度，mg/Nm 3；O 2 —实测干烟气中氧含量，%。
通常本招标文件中提到的NOx 一般是指修正到标准状态下氧含量为6%时的干烟气中NOx 浓度。
1.1.2 脱硝效率脱硝效率有时也称NOx 脱除率，其计算方法如下：脱硝效率=C 1-C 2 ×100% （1.5-3） C 1 式中：C 1—脱硝系统运行时脱硝反应器入口处烟气中NOx 含量（mg/Nm 3）； C 2—脱硝系统运行时脱硝反应器出口处烟气中NOx 含量（mg/Nm 3）。
1.1.3 氨的逃逸率氨的逃逸率是指在脱硝装置反应器出口氨的浓度。
1.1.4 SO 2/SO 3转化率经过脱硝装置后，烟气中SO 2转化为SO 3的比率。
（1.5-4）式中： 05.295.0)/()/(3?=L L NO Nm mg NO x μ232321621)/()%6@/(O Nm mg NO O Nm mg NO x x --?=100SO SO SO /SO SO 23332?-=，入口，入口，出口转化率SO 3，出口— SCR 反应器出口6%O 2含量、干烟气条件下SO 3体积含量，μL/L ； SO 3，入口— SCR 反应器入口6%O 2含量、干烟气条件下SO 3体积含量，μL/L ； SO 2，入口— SCR 反应器入口6%O 2含量、干烟气条件下SO 2体积含量，μL/L 。
NO_(x)分析仪转化效率的统计计算方法
附着在滤光片上, 导致滤光片的透光度逐渐降低, 从而
影响信号采集准确度, 造成检测数据偏低[22] 。 环境温度
变动、 校准零点所用气体的准确度以及机动车尾气中的
杂质气体均会对 NO 气体浓度的检测结果产生影响[1] 。
因此, 实际工作条件下 NO 的检测误差计算公式为
y
=
D1 - D0 D0
× 100%
(5)
式中: y 为 NO 气体浓度的检测误差; D1 为检测后的
NO 气体浓度值; D0 为检测前的 NO 气体浓度值。
· 10· 理论与实践
2021 年第 41 卷第 3 期
法具有响应快、 灵敏度高、 计算模型的线性度好等优 势, 但是该方法受温度的影响较大, 且设备的气路复 杂, 日常维护成本高[9] 。 非分光红外法具有传感器寿 命长、 维护方便、 精度等级高、 不易受干扰等优点, 因此目前大部分氮氧化物分析仪均采用该方法[10] 。
摘 要: 为了解决氮氧化物( NOx ) 分析仪转化炉转化效率的检测问题, 对现有氮氧化物转化效率的计算模型 进行了定量分析, 结合计量工作中误差的含义, 定义了氮氧化物分析仪检测过程中二氧化氮转化误差和一氧化氮 检测误差两个概念; 介绍了氮氧化物分析仪的非分光红外法检测原理和转化效率检测的必要性, 采用臭氧发生器 对氮氧化物分析仪进行转化效率检测, 提出了基于二氧化氮转化误差和一氧化氮检测误差的转化效率二阶次计 算模型, 利用逐步回归原理确定模型中的自变量并进行参数估计。 研究结果表明, 相比于氮氧化物分析仪内嵌 的计算模型和一阶次计算模型, 本文提出的二阶次计算模型拟合方程的多重可决系数靠近 1 的程度平均提升了 96. 8% 和 51. 5% , 残差平方和平均降低了 85. 1% 和 31. 7% , 为提升氮氧化物分析仪的检测准确性提供了技术 支撑。
烟气脱硝计算公式
烟气脱硝计算公式烟气脱硝是一种减少燃烧过程产生的氮氧化物（NOx）排放的技术。
常用的烟气脱硝方法包括选择性催化还原（SCR）和非选择性催化还原（SNCR）等。
下面将介绍烟气脱硝的计算公式。
1.氮氧化物（NOx）的浓度计算公式：NOx（mg/m³）= V × C/3600其中，V代表燃料的消耗速率（m³/h），C代表NOx的排放浓度（mg/m³），3600代表将时间单位由小时换算为秒。
2.氮氧化物（NOx）的排放量计算公式：E（kg/h）= V × C × MW × 10^(-6)/22.4其中，E代表NOx的排放量（kg/h），V代表燃料的消耗速率（m³/h），C代表NOx的排放浓度（mg/m³），MW代表NOx的分子量（g/mol），10^(-6)代表单位转换，22.4代表将m³转换为标准状况下的体积（L/mol）。
3.脱硝效率（DeNOx Efficiency）的计算公式：DeNOx Efficiency（%）= [NOx进口浓度 - NOx出口浓度]/NOx进口浓度× 100%其中，NOx进口浓度代表脱硝之前烟气中NOx的浓度，NOx出口浓度代表脱硝之后烟气中NOx的浓度。
4.还原剂（如氨水或尿素溶液）的投入量计算公式：M（kg/h）= E × 1/43其中，M代表还原剂的投入量（kg/h），E代表NOx的排放量（kg/h），1/43为化学计算中的系数。
5.反应剂的摩尔量计算公式：N（mol/h）= M × 1000/MW其中，N代表反应剂的摩尔量（mol/h），M代表反应剂的投入量（kg/h），1000为单位转换，MW代表反应剂的分子量（g/mol）。
这些计算公式可以用于烟气脱硝系统的设计和优化，并可以帮助工程师评估和控制烟气脱硝系统的效率。
然而，实际的工程设计和运行中，可能还需要考虑其他因素，如催化剂的选择、反应温度和氧化还原条件等。
氮氧化物转换率
氮氧化物转换率氮氧化物转换率（NOx conversion efficiency）是衡量废气处理设备性能的重要指标之一。
它指的是在污染物氮氧化物（NOx）经过尾气处理装置处理后，与环境中的氧气（O2）发生反应并转化为无害的氮气（N2）和水蒸气（H2O）的比例。
在现代工业和汽车尾气处理领域，降低氮氧化物排放已成为一项紧迫的任务，因此提高氮氧化物转换率至关重要。
提高氮氧化物转换率的方法有很多，下面将从催化剂选择、反应条件和工艺优化等几个方面对其进行深入探讨。
一、催化剂选择催化剂是影响氮氧化物转换率的关键因素之一。
常用的催化剂包括贵金属（如铂、钯、铑等）和过渡金属氧化物（如钒、钨、锰等）。
在选择催化剂时，需要考虑其活性、稳定性、抗中毒性和成本等因素。
此外，催化剂的表面结构和纳米尺度特性也会对转化率产生重要影响。
二、反应条件1. 温度：氮氧化物转换率随着温度的升高而增加。
但是，超过某一温度后，催化剂活性可能下降，甚至失活。
因此，需要确定合适的温度范围，以达到最佳的氮氧化物转换率。
2. 原料气体比例：合理调节原料气体中的NOx和O2的比例，可以提高氮氧化物转换率。
通常情况下，增加O2的浓度有助于提高转化率，但过高的O2浓度可能会导致副反应的发生。
三、工艺优化1. 反应器设计：合理设计反应器结构和催化剂布置，可以提高氮氧化物的接触时间和催化剂利用率，从而提高转换率。
2. 支持体选择：支持体作为催化剂的载体，不仅可以提高催化剂的稳定性和活性，还能增加催化剂与废气之间的接触面积。
选择适合的支持体对于提高氮氧化物转换率非常重要。
综上所述，提高氮氧化物转换率是降低废气中氮氧化物排放的关键措施之一。
通过选择合适的催化剂、调节反应条件和优化工艺，可以有效提高转换率。
此外，随着研究的不断深入，新型催化剂和工艺的开发也将为提高氮氧化物转换率提供更多可能性。
对于环境保护和减少空气污染的重要性日益凸显，我们应当加大研究力度，不断提升氮氧化物转换率，为改善空气质量做出更大贡献。
汽车排放分析系统中NOX转换效率的计算分析
汽车排放分析系统中NOX转换效率的计算分析摘要：本文介绍了汽车排放气体分析系统中氮氧化物分析仪的工作原理，并对汽车排放气体分析系统中氮氧化物的转换效率如何计算进行了详细分析；上述内容对汽车尾气排放试验人员有一定参考价值。
关键词：汽车排放分析系统；氮氧化物的转换效率；计算分析前言氮氧化物NOX是汽车尾气排放的主要污染物之一，所带来的环境效应多种多样，它是酸雨的成因之一，可导致地表水的酸化，大气能见度降低，增加水体中有害于鱼类和其他水生生物的毒素含量等。
因此检测分析汽车尾气中氮氧化物的含量对环境污染控制具有重要意义。
氮氧化物NOX包括NO2和NO，由于NOX分析仪不能直接检测出NO2的含量，需将NO2转换为NO才能进行检测，该转换过程由NOX转换器完成（NOX的转换效率指的是将NO2转换为NO的转换效率）。
NOX的转换效率直接影响NOX的测量结果，因此为确保NOX分析仪检测数据的准确可靠，应定期检查转换效率是否符合要求。
1.NOX分析仪1.1 化学发光法的原理基态下的NO2不具有发光性，不能被化学发光法检测出来，但化学发光法可以检测出NO，因此须将NO2通过转换器转换为NO。
化学发光法的原理如下：NO和O3发生化学反应产生激发态的NO2，大约有10%的NO2处于激发状态。
当激发态的NO2*返回到基态NO2时，将产生波长为600—2400nm，中心波长为900nm的近红外荧光，其中一份光子的能量为hv。
在一定的压力和温度条件下，荧光强度（或光子能量）只与反应前的NO的浓度成正比。
利用光电倍增管吸收光子产生光电流，光电流强度与NO的浓度成线性，可通过光电强度测得NO的浓度。
1.2 NOX转换器原理NOX转换器效率装置简图如图1所示，NO和O2进入气路系统，将流量电磁阀控制开关置于闭合状态，自耦变压器产生高压使臭氧发生器工作，产生化学反应：生成的O3与NO再进入分析仪进行分析。
NOX转换器效率装置本质上是提供了一个外置的臭氧发生器。
分析仪氮氧转化率计算公式
分析仪氮氧转化率计算公式引言。
分析仪氮氧转化率计算公式是用来计算分析仪测得的氮氧转化率的一个重要公式。
氮氧转化率是指在有机化工生产中，氨氧化反应中氨氧化物与氧气之间的摩尔比。
这个比值对于生产过程的控制和优化非常重要。
因此，了解氮氧转化率的计算方法是非常必要的。
本文将介绍分析仪氮氧转化率计算公式的推导和应用，以帮助读者更好地理解和应用这一重要的公式。
一、氮氧转化率的定义。
氮氧转化率是指氨氧化反应中氨氧化物（NH3）与氧气（O2）之间的摩尔比。
通常情况下，氨氧化反应的化学方程式可以表示为：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O。
根据这个方程式，氨氧化反应中氨氧化物和氧气的摩尔比为4，5。
这个摩尔比就是氮氧转化率。
二、分析仪氮氧转化率的测定。
分析仪是用来测定氮氧转化率的重要设备。
通常情况下，分析仪会测定氨氧化反应中氨氧化物和氧气的浓度，然后根据这些浓度来计算氮氧转化率。
分析仪的测定原理主要是基于化学分析方法，包括色谱法、光谱法、电化学法等。
这些方法可以准确地测定氨氧化反应中氨氧化物和氧气的浓度，从而计算氮氧转化率。
三、分析仪氮氧转化率计算公式的推导。
分析仪氮氧转化率计算公式的推导主要是基于氨氧化反应的化学方程式和氨氧化物和氧气的浓度测定结果。
根据氨氧化反应的化学方程式，氨氧化物和氧气的摩尔比为4：5。
假设分析仪测定得到的氨氧化物的浓度为C(NH3)，氧气的浓度为C(O2)，则氮氧转化率可以表示为：N2O转化率 = 4 C(NH3) / 5 C(O2)。
根据这个公式，我们可以得到分析仪氮氧转化率计算公式。
四、分析仪氮氧转化率计算公式的应用。
分析仪氮氧转化率计算公式的应用非常广泛。
在有机化工生产中，氨氧化反应是一种重要的生产工艺，而氮氧转化率是这个工艺中一个非常重要的参数。
通过测定氮氧转化率，可以实时监测反应过程中氨氧化物和氧气的摩尔比，从而及时调整生产工艺，保证产品质量和生产效率。
此外，分析仪氮氧转化率计算公式还可以用于研究氨氧化反应的动力学过程。
NOX的计算公式
锅炉燃烧氮氧化物排放量燃料燃烧生成的氮氧化物量可用下式核算：GNOx＝1.63B（β·n+10－6Vy·CNOx）式中：GNOx ~燃料燃烧生成的氮氧化物（以NO2计）量（kg）；B ~煤或重油消耗量（kg）；β ~燃烧氮向燃料型NO的转变率（%），与燃料含氮量n有关。
普通燃烧条件下，燃煤层燃炉为25~50%（n≥0.4%），燃油锅炉为32~40%，煤粉炉取20~25%；n ~燃料中氮的含量（%）；Vy ~燃料生成的烟气量（Nm3／kg）；CNOx ~温度型NO浓度（mg／Nm3），通常取70ppm，即93.8mg／Nm3。
固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行）（HJ/T 373-2007）中5.3.5 核定氮氧化物排放量核定氮氧化物排放量时，可现场测算氮氧化物排放量，与实测氮氧化物浓度对比，若两者相差大于±50%，应立即现场复核，查找原因。
燃料燃烧过程中氮氧化物排放量可参考公式（8）计算。
氮氧化物排放量（千克）=燃料消耗量（吨）×排放系数（千克/吨）（8）计算燃烧过程中氮氧化物排放量时，可参考表5 系数。
生产工艺过程产生的氮氧化物排放量可按公式（9）计算。
生产工艺过程中氮氧化物排放量(千克)=工业产品年产量(吨)×排放系数(千克/吨) （9）计算工艺过程中氮氧化物排放量时，可参考表6 中参考系数。
燃料燃烧产生的氮氧化物量计算天然化石燃料燃烧过程中生成的氮氧化物中，一氧化氮占90%，其余为二氧化氮。
燃料燃烧生成的NOx主要来源于：一是燃料中含有许多氮的有机物，如喹啉C5H5N、吡啶C9H7N等，在一定温度下放出大量的氮原子，而生成大量的NO，通常称为燃料型NO；二是空气中的氮在高温下氧化为氮氧化物，称为温度型NOx。
燃料含氮量的大小对烟气中氮氧化物浓度的高低影响很大，而温度是影响温度型氮氧化物生成量大小的主要因素。
燃料燃烧生成的氮氧化物量可用下式计算：GNOx＝1.63B(β.n+10-6VyCNOx)式中：GNOx——燃料燃烧生成的氮氧化物(以NO2计)量kg；B——煤或重油耗量kg；β——燃料氮向燃料型NO的转变率%，与燃料含氮量n有关。
排气分析仪 NOx 转化效率检查方法
排气分析仪 NOx 转化效率检查方法1 概述本附件规定了使用转化炉原理测量氮氧化物的排气分析仪转化效率检查方法。
2 采用标准气体进行转化效率检查方法2.1 完成分析仪零点校正和泄漏检查，按图1 所示连接管路。
2.2 开启标准气体钢瓶的阀门，通入一氧化氮标准气体，二位三通电磁阀通电（P、A 通），再启动分析仪气泵。
调节节流阀，使通入分析仪的标准气体的流量维持图1 中的气囊不处于真空，也不充盈。
待分析仪示值稳定后，记录氮氧化物的示值（e i）。
2.3 断开二位三通电磁阀电源（O、A 通），通入清洁空气或零气，排出检测仪中标准气体至检测仪恢复零位。
2.4 重复 2.2 至2.3 操作 3 次，计算三次测量平均值ē。
2.5 断开二位三通电磁阀电源（O、A 通），通入清洁空气或零气，排出分析仪中标准气体至分析仪恢复零位。
2.6 通入二氧化氮标准气体，记录氮氧化物的示值（f i），重复 2.4 至2.5 操作 3 次，计算三次测量平均值f。
2.7 校准后的 NO2气体转化后测量值按照公式（1）计算：C = f̅–（ē– e0）（1）式中：C——校准后的二氧化氮标准气体转化后测量值，10-6；f̅——校准后的二氧化氮标准气体转化后 3 次测量值（f i）的平均值，10-6；e0——一氧化氮标准气体的标称值，10-6；ē ——一氧化氮标准气体 3 次测量值（e i）的平均值，10-6。
2.8 按照公式（2）计算转化率：式中：α——转换率，%；C ——校准后的二氧化氮标准气体转化后测量值，10-6；f ——二氧化氮标准气体的标称值，10-6。
图 1 标准气体进行转化效率检查示意图3 采用臭氧发生器进行转化效率检查方法3.1 利用臭氧发生器进行 NOx 转化效率检查应按照图 2 要求完成管路连接，并按照3.2～3.9 进行。
图 2 臭氧发生器转化效率检查示意图3.2 分析仪完成零点校正和泄漏检查。
3.3 分析仪调整至 NO 检测位置，使 NO 低浓度标准气体不通过转化器，记录 NO 指示浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车排放分析系统中NOX转换效率的计算分析
摘要：本文介绍了汽车排放气体分析系统中氮氧化物分析仪的工作原理，并对汽车排放气体分析系统中氮氧化物的转换效率如何计算进行了详细分析；上述内容对汽车尾气排放试验人员有一定参考价值。
关键词：汽车排放分析系统；氮氧化物的转换效率；计算分析
前言
氮氧化物NOX是汽车尾气排放的主要污染物之一，所带来的环境效应多种多样，它是酸雨的成因之一，可导致地表水的酸化，大气能见度降低，增加水体中有害于鱼类和其他水生生物的毒素含量等。
因此检测分析汽车尾气中氮氧化物的含量对环境污染控制具有重要意义。
氮氧化物NOX包括NO2和NO，由于NOX分析仪不能直接检测出NO2的含量，需将NO2转换为NO才能进行检测，该转换过程由NOX转换器完成（NOX的转换效率指的是将NO2转换为NO的转换效率）。
NOX的转换效率直接影响NOX的测量结果，因此为确保NOX分析仪检测数据的准确可靠，应定期检查转换效率是否符合要求。
1.NOX分析仪
1.1 化学发光法的原理
基态下的NO2不具有发光性，不能被化学发光法检测出来，但化学发光法可以检测出NO，因此须将NO2通过转换器转换为NO。
化学发光法的原理如下：
NO和O3发生化学反应产生激发态的NO2，大约有10%的NO2处于激发状态。
当激发态的NO2*返回到基态NO2时，将产生波长为600—2400nm，中心波长为900nm的近红外荧光，其中一份光子的能量为hv。
在一定的压力和温度条件下，荧光强度（或光子能量）只与反应前的NO的浓度成正比。
利用光电倍增管吸收光子产生光电流，光电流强度与NO的浓度成线性，可通过光电强度测得NO的浓度。
1.2 NOX转换器原理
NOX转换器效率装置简图如图1所示，NO和O2进入气路系统，将流量电
磁阀控制开关置于闭合状态，自耦变压器产生高压使臭氧发生器工作，产生化学反应：生成的O3与NO再进入分析仪进行分析。
NOX转换器效率装置本质上是提供了一个外置的臭氧发生器。
图1 NOX转换器效率装置简图[1]
氮氧化物(NOX)转换是将NO2转换为NO，其原理[5]是在转换器外部通过加热器加热，使转换器内部温度达到气体与转换器内转换介质催化物质工作条件，样气从转换器一端进入，在转换器内通过吸附作用将NO2转换为成分稳定的NO，催化剂不参与化学反应。
（4）
1.3 NOX分析仪原理
将样气和用于臭氧发生器产生臭氧的外界空气同时送入气路系统，发生光化学反应。
反应中产生的荧光强度由光电倍增管探测，将NOX分析仪置于NO测量模式，使未经过NOX转换器的样气直接进入分析仪，测得NO的浓度[4]。
NOX分析仪置于NOX测量模式，样气（样气中的NOX包括NO和NO2）进入NOX转换器，其中NO2被转换成NO，再和样气中原有的NO一起与臭氧反应，这时光电倍增管探测到的应当是NOX的浓度。
由NOX的浓度减去NO的浓度就可得到NO2的浓度。
2.NOX转换效率的计算分析
2.1 NOX转换效率检查各步骤的浓度分析及计算公式推导
在进行氮氧化物(NOX)转换效率检查时，标准气体由定容取样系统采集取样，经稀释空气进行稀释，再进入NOX分析仪进行分析。
NOX转换效率检查步骤的4种工作模式如表1。
表1 NOX转换效率检查步骤
Step NO O3-gen
O2 flow MODE
1 a OFF ON NO
2 b ON ON NO
3 c ON ON NOX
4 d OFF ON NOX
设标准气体中NO的含量为x，NO2的含量为y，注入稀释空气的量为s。
工作模式1：NOX分析仪在NO测量模式，臭氧发生器不发生作用，NOX 转换器不工作。
标准气体中NO的浓度为：
工作模式2：NOX分析仪在NO测量模式，臭氧发生器发生作用产生臭氧并与NO发生化学反应：，NOX转换器不工作。
设与臭氧发生化学反应的NO 的量为n，则剩余气体中NO的浓度为：
工作模式3：NOX分析仪在NOX测量模式，臭氧发生器发生作用产生臭氧并与NO发生化学反应，NOX转换器工作。
标准气体经过转换器，设转换效率为，则此时标准气体中NO的浓度为：
工作模式4：NOX分析仪在NOX测量模式，臭氧发生器不发生作用，NOX 转换器工作。
此时标准气体中NO的浓度为：
由此可以导出：，
上面两式可解得：
2.2 NOX转换效率检查实例
应用日本HORIBA公司的GDC-703对NOX转换器进行转换效率检查，该分析仪的量程为50ppm，将浓度为43.80ppm的NOx标准气体经由稀释通道通入分析仪，其试验数据如表2，试验结果如表3。
表2 NOX转换效率试验数据
Target Conc.
NO 43.2977
a >=38.96 40. 3681
b 6.4947 7.7309
c 40.6890
d 41.1212
NOX <=45.46 44.0390
表3 NOX转换效率检查结果
% Status
Eff 98.68 Pass
NO2 in NO 1.71 Pass
根据公式计算转换效率：
（13）
与NOX分析仪的检查结果一致。
标准气体中NO2占NO的比例为1.71%，NOX转换效率为98.68%，满足排放法规要求。
3.结论
通过设定未知数，可在分析仪4种工作模式下列出4个方程，经简化计算可求得NOX转换器转换效率的计算公式，验证了转换效率公式的正确性。
随着低排放和超低排放车辆的出现，稀释空气中的NOX对分析仪的分析结果有较大影响，为了使NOX分析仪的检测数据更准确，可应用稀释空气精致系统。
稀释空气精致系统可将稀释空气中的NOX用NOX吸收装置吸收，从而大大降低了稀释空气中的NOX对分析仪的影响，使分析仪检测结果更准确可靠。
4.参考文献：
[1] 国家标准化工作委员会. GB18352.3-2005 中国标准书号[S]. 北京: 中国标准出版社, 2005
[2] 牟建勇. 空气净化装置DAR在轻型车排放测量中的应用[J]. 车辆与动力技术, 2012(2): 48-50
[3] P.J.,Bishop,G.A.,and Stedmon,D.H. A method for commercial aircraft NOX emission measurements. [G]. Environmental Science and Technology, 2008:1542-1544.。