氮氧化物转换率
柴油车氮氧化物分析仪NO2转化率测量方法探讨
作者简介：汪磊，男，工程师。
柴油车氮氧化物分析仪ＮＯ２转化率测量方法探讨汪 磊１ 霍 宁２ 惠志龙２ 才 越１ 李 健１（１宁夏计量质量检验检测研究院，宁夏银川７５０２００；２银川昌昊汽车检测有限责任公司，宁夏银川７５０００１）摘 要：ＧＢ３８４７－２０１８新增氮氧化物检测项目，需要用到柴油车氮氧化物分析仪。
该仪器有两种类型，本文针对其中的一种开展研究探讨。
关键词：柴油车氮氧化物分析仪；ＮＯ２转化率；不确定度评定中图分类号：Ｏ６５９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０ ４０３０ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．１０．０２５ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎａｂｏｕｔｔｈｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｏｎＮＯ２ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲａｔｅｏｆＤｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅＮＯｘＡｎａｌｙｚｅｒＷＡＮＧＬｅｉ ＨＵＯＮｉｎｇ ＨＵＩＺｈｉｌｏｎｇ ＣＡＩＹｕｅ ＬＩＪｉａｎＡｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｎｉｔｒｏｇｅｎｏｘｉｄｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｔｈｅＧＢ３８４７－２０１８，ＤｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅＮＯｘａｎａｌｙｚｅｒｉｓｎｅｅｄｅｄｆｏｒｉｔ Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｏｎｅｏｆｗｈｉｃｈｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅＮＯｘａｎａｌｙｚｅｒ；ＮＯ２ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ０ 引言随着ＧＢ３８４７－２０１８《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》的实施，柴油车年检中增加了测量排放气体中ＮＯｘ浓度（摩尔比值）的检测项目。
［１］ＮＯｘ主要包含ＮＯ气体与ＮＯ２气体，ＧＢ３８４７－２０１８中给出两种测量方法：一种是分别测量两种气体浓度，将两种浓度求和得到ＮＯｘ浓度；另一种是用ＮＯ２转化炉将ＮＯ２转化为ＮＯ后，用柴油车氮氧化物分析仪主机测量ＮＯ的浓度作为氮氧化物总浓度。
氮氧化物分析仪转化效率建模与参数估计
氮氧化物分析仪转化效率建模与参数估计作者：詹彬彬万蕾刘海来源：《软件导刊》2020年第10期摘要：为了解决氮氧化物分析仪转化炉转换效率估算问题，对现有氮氧化物转化效率计算模型进行定量分析。
通过实验采集氮氧化物分析仪的历史检测数据，提出计算转化效率的动态修正模型，针对模型中的相关参数进行估计，并对两种模型的拟合优度加以比较。
研究结果表明，相比于现有氮氧化物分析仪固有的计算模型，动态修正模型的残差平方和平均降低89.24%，多重可决系数接近1的程度平均增长88.64%，因而可以使分析仪对机动车尾气中的氮氧化物浓度检测更加准确可靠。
关键词：氮氧化物分析仪;二氧化氮转化效率;机动车尾气检测;参数估计DOI：10. 11907/rjdk. 201182中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）010-0125-04Abstract： In order to solve the problem of estimating the conversion efficiency of the conversion furnace of the nitrogen oxide analyzer， the existing calculation model of the conversion efficiency of nitrogen oxide is quantitatively analyzed. Based on the experimental data collected from the nitrogen oxide analyzer， a dynamic correction model for calculating the conversion efficiency is proposed， and the relevant parameters in the model are estimated， and the goodness of fit of the two models is compared. The research results show that compared with the inherent calculation model of the existing nitrogen oxide analyzer， the average squared residual error of the dynamic correction model is reduced by 89.24%， and the degree of multiple determination coefficient close to 1 is increased by 88.64%， which can make the analyzer more accurate and reliable for detecting the nitrogen oxide concentration in the exhaust of a motor vehicle.Key Words：nitrogen oxide analyzer;nitrogen dioxide conversion efficiency;motor vehicle exhaust detection;parameter estimation0 引言科学分析表明，机动车尾气中的污染气体是我国空气污染的重要源头。
2022年烟气运维工程师考试试题
自动监控（气）运行工练习题一、判断题1．抽取式CEMS又分稀释抽取式和直接抽取式两种办法。
（√）2．抽取式CEMS，一般氮氧化物转换器的转换效率达到100%，加热温度大于180o C。
（×）3．直接抽取式CEMS，在采样探头安装时，探头与烟道成一定角度，冷凝在探头中的水和酸就会返回到烟道。
（√）4．DOAS表示傅立叶变换红外线光谱分析仪。
（×）5．实验室实验表明，当稀释探头真空度大于13inHg时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恒流条件。
（√）6．稀释抽取式CEMS，稀释空气可以不必除去CO2和浓度过高的空气本底中的CO2和NOx。
（×）7．粉尘干扰和光源强度变化等慢变化通常不会干扰DOAS原理的仪器测量精度（√）8．从CEMS所存储的数据，可大体判断系统的各种运行状态，如校准、维护、仪器故障等。
（√）9．对于稀释法CEMS，在计算污染物排放率时，可以不用考虑含湿量。
（√）10、标况下干烟气流量可按下式计算，Qsn=3600×F×Vs。
Qsn；干烟气流量 F：烟道截面积 Vs：湿烟气流速。
（×）11、浊度/对穿法和光散射法颗粒物CEMS安装后，经过仪器配给的校准装置，可以直接给出准确的颗粒物重量浓度值。
（×）12、颗粒物CEMS经相关校准后，颗粒物的粒径、分布及折射率的变化仍会影响仪器的测量准确度。
（√）13、单位光程不透光度大的烟气排放一定有更高的烟尘排放浓度。
（×）14、烟气含湿量是指烟气中水蒸气的含量，通常用0.5kg干空气中含有的水蒸气含量的体）表示。
（×）积百分比（Xsw15、颗粒物采样器中，平行采样法的流量计算与预测流速相同。
（√）16、一般工况条件下断面的气流和烟尘浓度的分布是相当均匀一致的。
（×）17、滤筒处理和称重（按GB/T 16157-1996），用铅笔将滤筒编号。
2019年环保新标准培训试题及答案
ABC机动车检测站环保新标准（GB3847-2018、GB18285-2018）培训考核试题姓名：部门：分数：一、填空题（每空2分，共50分）1、GB3847-2018规定，加载减速法用尾气分析仪增加了（NOx）测量评价指标和（CO2）监测指标。
2、GB18285-2018规定，新车注册排气检验和OBD检查自（2019.5.1）起开始检验和报告，自（2019.11.1）起正式实施。
3、GB3847-2018中要求，加载减速检测中，如果环境温度超过（42°）应终止检测。
4、GB3847-2018要求在功率扫描，特别是排放测试过程中，如果排气中（ CO2）的浓度低于（2% ），检测程序应中止。
并提示“检测停止-排放数据异常，请检查取样管”。
5、GB18285-2018标准规定双怠速法的高怠速转速允差为（±200 ）r/min，发动机在（高怠速）转速工况时其λ值应在（ 1±0.05 ）或厂家规定的范围。
其中λ6、加载减速数据采集过程中在每个检测点，在读数之前转鼓速度应至少稳定（3）秒，而光吸收系数k 和 NO x、发动机转速和轮边功率数据则需在转鼓速度稳定后读取（9）秒内的平均值。
7、简易瞬态工况法检测结果中NO的单位为 (g/km)；加载减速检测结果中的NO单位为（×10-6或ppm）;X8、OBD外检中要获取的CAL ID / CVN 信息。
其中CAL ID 是指(校准标识) ；CVN 信息是指 (校准验证号 ) 。
9、简易瞬态工况测试期间发动机熄火，测试结果无效,需重新开始测试。
如果连续出现（ 3 ）次或（ 3 ）次以上熄火，将不得继续进行排放测试，待车辆检查维修正常后，方可重新进行测试。
(混合动力)车辆测试除外。
10、简易瞬态工况法取样探头的长度应保证能插入受检车辆排气管中至少（400mm）,如果由于车辆排气系统自身设计导致插入不足，应使（排气延长2、GB3847-2018规定若采用转化炉将NO2转变为NO时，转换效率应≥90%，并对转化效率做定期检验。
NOx转化率定期检验操作流程
转化率定期检验操作流程
1.转化效率检查方法：启动系统气泵，预热仪器。
使用气袋（气瓶），通过转化炉分析仪通入低浓度NO标准气体，待分析仪示值稳定后，读取氮氧通道的示值，
标准气体，读取氮氧通道之后，使用气袋（气瓶）通过转化炉向分析仪通入NO
2
的示值。
重复测量3次，而后按下列公式计算NO
转化率。
X
C NO2C=C NO2d -（C NO d -C NO s）
式中：C NO2C二氧化氮标准气体测量值修正法，单位（x10-6）。
C NO2d二氧化氮标准气体3次测量值的平均值，单位（x10-6）。
C NO d含一氧化氮标准气体3次测量值的平均值，单位（x10-6）。
C NO S含一氧化氮标准气体的标称值（气瓶稳定）单位（x10-6）。
α=C NO2C/C NO2S x 100%
式中：C NO2S二氧化氮标准气体的标称值（气瓶稳定）单位（x10-6）。
α为NO2——NO转化率（单位：%）
2.判定。
如果转化炉的转化效率不小于90%，则本次通过。
如果转化炉的转化率小于90%，则本次检查未通过(需更换转换器)并重新检查。
3.转化炉转化效率需定期检查，本公司决定每月计划一次检查。
氮氧化物的产生机理及脱氮技术原理
一、氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（a）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。
其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。
随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律。
当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍。
热力型氮氧化物生成机理(Zeldovich反应式)在高温下总生成式为（b）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。
在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力次方成正比，与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。
（c）燃料型NOx由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。
由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和等中间产物基团，然后再氧化成NOx。
由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
燃料中氮分解为挥发分N和焦炭N的示意图二、低NOx燃烧技术原理对于没有脱硝设备和脱硝燃烧器的燃煤锅炉来说，也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
1）在燃用挥发分较高的烟煤时，燃料型NOx含量较多，快速型NOx极少。
燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx，燃料中氮并非全部转变为NOx，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx排放总量，可采取：（1）减少燃烧的过量空气系数；（2）控制燃料与空气的前期混合；（3）提高入炉的局部燃料浓度。
氮氧化物(NOX)转化效率测定仪
氮氧化物(NOX)转化效率测定仪一、简介化学发光分析仪，例如英国Signal-4000系列，美国环保总署（EPA）1979重型车法规规定，转换器初次使用之前必须进行检查，以后每周要检查，以确保转换效率至少是90%。
Signal的NOXGEN III产生数量精确已知的NO2，用于测试转换器的效率，完全符合EPA 的要求。
这台仪器结构紧凑，廉价，控制精密。
测试结果重复性好，这些是从上一代转换效率测试仪无法得到的。
O3由一电脉冲供电的高能量灯产生，改变电脉冲可以调整O3的产量。
与高压电晕放电技术相比较，NOXGEN III 不会由空气产生任何NO。
仪器内有一个稳压电路，一个脉冲馈送给一个高压电源变压器，克服电网电压的变化，确保仪器工作稳定，使产生的NO2的浓度稳定。
二、工作原理NO和O2送入效率仪，高能灯将部分空气转换成O3。
O2与O3的混合气体送入NO气流中，于是NO立即被O3转化成NO2，余下的O2与NO进行化学反应再一次产生NO2，但是，这一反应非常慢，转换效率测试中不需要考虑。
产生的NO2的量由NO浓度的下降来确定。
例如，如果NO浓度下降了400vpm，那么，相应地，产生400vpm的NO2，因为这一氧化反应是1:1的分子反应。
因此，NO2的浓度正比于产生的O3的浓度。
当效率仪与分析仪的转换器连接以后，NO2应该转换回NO。
从获得的测试结果，可以确定转换器的效率。
注意事项：03发生器d的使用注意事项：NOXGEN III利用高效高能光源系统将O2离子化成O3。
O3发生器整体安装在仪器内部一个盒内。
没有授权的人员不要打开盒子，因为即使切断电源，盒子内仍然有高压电。
三、安装注意：NOXGENIII的外壳是3u高度19”标准机箱。
可以放在桌面上，也可装入19”标准机柜。
放在桌面上时，机箱的前部有可以张开的支脚，使仪器倾斜，方便使用。
1.在19机柜的安装当安装在19“机柜里时，要拆掉支脚。
为此，松开底盖的4个十字头螺钉，向后拉底盖以便取下底盖。
SCR_载体尺寸对背压及NOx转化效率的影响
第7卷第2期2024年4月Vol.7 No.2Apr. 2024汽车与新动力AUTOMOBILE AND NEW POWERTRAINSCR载体尺寸对背压及NO x转化效率的影响刘宇1，2，张允华1，廖程亮2，赵挺2，代士青2，张海冲2（1.同济大学汽车学院，上海 201804； 2.江西五十铃汽车有限公司，江西南昌 330000）摘要：基于发动机台架试验研究了不同选择性催化还原（SCR）载体尺寸的性能差异。
结果表明：SCR载体尺寸会显著影响SCR系统的性能，载体长度增加导致排气背压明显增大，但SCR系统的氮氧化物（NO x）转化效率提升不显著；增大载体直径可同时实现排气背压降低和NO x转化效率提升；当排气温度高于尿素起喷温度时，加大尿素喷射量后，相比于直径为118.4 mm的SCR载体，直径为143.8 mm的SCR载体性能可提升2倍。
关键词：选择性催化还原；载体尺寸；排气背压；NO x转化效率0 前言根据中国移动源环境管理年报，2022年全国机动车氮氧化物（NO x）排放量为526.7万t，以柴油货车为代表的移动源，其排放的NO x约占全国机动车排放总量的60%，严重污染环境和损害人体健康［1］。
为加强环境保护，2020年7月开始，我国全面实施国六排放法规，NO x排放限值要求分阶段提高了70.7%和39%［2］。
面对NO x排放限值大幅提高，仅依靠发动机机内净化很难达到技术要求，因此需要借助尾气净化技术。
选择性催化还原（SCR）系统是目前一种高效的柴油机NO x减排技术［3-4］。
由于SCR系统在低温阶段的转化效率不高，为解决冷启动阶段NO x的排放问题，在更靠近发动机排气口的位置增加了带选择性催化还原的柴油机颗粒捕集器（SDPF）［5］；同时，为了提高NO x转化率，SDPF中分子筛的涂覆量需要达到SCR系统的3倍左右［6］，这势必增大了系统背压，降低了燃油经济性。
国内外学者从SCR载体体积［7-8］、喷射策略［9］等方面进行了排气背压优化和性能影响研究，结果表明，SCR催化器结构是影响系统背压及NO x转化效率的关键因素。
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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。
在我看来，提高氮氧化物转换率是非常重要的，因为氮氧化物作为一
种常见的大气污染物，对人体健康和环境产生严重影响。
通过有效降
低氮氧化物排放，可以减少酸雨和臭氧层破坏等环境问题的发生，并
改善空气质量。
对于工业和汽车尾气处理行业来说，提高氮氧化物转
换率不仅是一项法规要求，也是企业形象和社会责任的重要体现。
因
此，我们应该持续关注氮氧化物转换率的提高，并努力推动相关技术的发展和应用。
只有不断创新和改进，才能实现更高效、更绿色的废气处理，为可持续发展做出贡献。
总结回顾：
本文深入探讨了氮氧化物转换率的相关内容，包括催化剂选择、反应条件和工艺优化等方面。
在选择合适的催化剂时，需要考虑其活性、稳定性和抗中毒性等因素。
调节温度和原料气体比例是提高转换率的重要手段。
优化反应器设计和支持体选择可以提高催化剂的利用率和转换效率。
提高氮氧化物转换率对于降低大气污染和改善空气质量具有重要意义。
未来，我们需要进一步研究和创新，推动相关技术的发展，为环境保护和可持续发展做出更大贡献。