定电位电解法测定烟气中SO2的干扰问题及解决方法

孙 庆（蒙阴县环境监测站，山东临沂 276200）

定电位电解法测定烟气中SO2的干扰问题及解决方法

孙 庆
（蒙阴县环境监测站，山东临沂 276200）

现阶段，有关部门对于SO2浓度全部采用定位电解法来测试。定位电解法是通过在传感器的电解槽内使SO2的气体发生氧化还原反应后，对产生的SO2扩散电流进行浓度测试，虽然此方法简单应用广泛但还是会受到多方因素影响。

定位点解法；二氧化硫；解决措施

由于国家出台了主要污染物减排办法的相关政策，所以政府考核的约束性指标里已经包含了主要污染物污染减排这一项。污染源监督性监测和在线监测数据为其污染减排量确认提供了主要依据。监督性监测的比对为在线监测数据的可靠性提供了依据。

1　定位电解原理简介

电解传感器是由电解槽、电解液和电极三个部分组成。而传感器按电极名称区别，可以分为敏感电极、参比电极和对电极。

进气孔渗透扩散膜为被测气体扩散到敏感电极表面提供通道，氧化反应在敏感电极、电解液、对电极之间进行［1］。提供恒定电化学电位的是电解液中工作电极及参比电极，传感器工作时，在被分析气体中它是不被暴露的。这是传感器的工作原理。

气体扩散电极包括工作电极、对电极和参比电极，导电性好的催化膜和疏水性强的透气膜是它的重要组成部分。进气的通道是透气膜，它的组成形式是一层多孔的疏水性强的塑料薄膜，这样可防止电解池内的电解液外泄和电解池外的水汽渗入。催化膜由对气体有良好吸附性能的导电微粒和催化剂组成。其作用能使电解液和被测气体在加入催化剂后更好的发生电化学反应，使反应电荷能成功得到收集。它不仅有良好的催化活性还有良好的导电活性。电解液是电极间的导体和组成电池的重要成分。它的工作原理是气体扩散电极形成较好的电极电位，化学反应易产生，干扰气体不出现，酸碱性没有固定要求。

2　监测过程中的干扰

2.1湿度对SO2测试的干扰

SO2这种气体的物理性质是易溶于水的，常压下40mLSO2可被1mL水溶解，0℃时，80mLSO2可被1mL水溶解。

采用湿法脱硫能使烟道气含湿量从3%提至5%，但烟气含湿量也可能高达12%。温度下降超过露点温度后，导致降低浓度的SO2气体进入传感器，测试结果出现偏差，其原因是烟气中部分SO2气体被吸收，高含湿量烟气进入取样管路后会产生冷凝水。测量结果出现偏差的原因还可能是在渗透膜表面凝结被测气体中的水分，透气性受到影响，被测组分不能完全扩散到工作电极上。

2.2流量对SO2测试的干扰

由于传感器中的二氧化硫与电解槽内的水发生氧化还原反应，其公式为：

极限扩散电流i由此产生，电流大小在一定范围内与SO2浓度成正比。即：

在一定工作条件下，电子转移常数Z、法拉第常数F、扩散面积S、扩散系数D和扩散层厚度δ均为常数，所以极限电流i是决定SO2浓度的重要因素。

由传感器工作原理可知，抽取气体的流量增大后，SO2分子扩散到电解槽的数量随之增加，SO2浓度增高；相反，抽取气体的流量减少后，SO2分子扩散到电解槽的数量减少，SO2浓度减少。

2.3SO2测试受烟道负压的影响

在现场测试结果中我们可以得知，SO2气体在电解池容易出现输出信号偏低的情况。导致此情况有两方面原因：①渗透膜两侧气路压力过低导致烟道气体压力检测值达到负值；②气路负压正常工作压头低于仪器抽气泵工作压头导致流量下降，SO2气体进入电解池后的流率随之降低。

2.4干扰气体对SO2测试的干扰

SO2的特定电解电位是定电位电解法制造出SO2传感器的依据。防止电解液受到污染、影响电解电位发生变化是设置传感器的主要作用。一些与SO2分子直径相近的气体分子渗透膜是阻挡不了的，当烟气中这些分子与SO2共存时，渗透膜就会被穿透，这些气体就会进入电解槽。电解产生的条件是该物质的电解电位与SO2的电解电位相近，这样的话会产生如NO2、CO等气体的干扰。当这些气体与电解液发生反应时，发生改变的还有SO2电解电位，这样产生的后果是造成传感器永久性损伤。

3　对于检测过程中问题的解决方法

3.1采样管中不要有冷凝水

采样管其前半部分为加热管套，达到水蒸气完全汽化的作用，冷凝后，完全分离了水气，倒掉收集的冷凝水使进入仪器的都是干气体，这样能实现采样管加热预冷凝功能，为了减少误差，应缩短采样管和仪器之间的距离。

3.2调节流量装置

通过在仪器上加装流量调节装置来减少流量对测试结果的干扰，其原理是使进入传感器的气体流量等于标定时的标准气体流量。

3.3重视采样流量的变化

采样流量的变化直接影响测试仪的准确程度。在测试过程中，应确保采样流量和标定流量一致，时刻注意采样流量的变化。

3.4对电解测试仪进行气体干扰试验

为减少测试过程中SO2测量误差，测试过程中对测试气体中杂质气体要做好排除干扰，对NO2和CO等对测量结果造成影响的气体要做好干扰补偿，确保电解测试仪器的准确性，保证测量结果的可靠性。

4　结束语

在定位电解法测量烟气中SO2干扰问题时，要对现场测试做好测试前准备，预防测试过程中其他因素对测试结果的影响；测试过程中要时刻注意采样流量对测试结果造成的干扰，做好干扰补偿，确保检测数据的准确性和真实性。

［1］ 谢馨，柏松.定电位电解法测定烟气中SO2的干扰问题及解决方法［J］.环境监控与预警，2010，（5）：25-26.

Determination of Flue Gas SO2Interference Problems and Solutions of Constant Potential Electrolysis

Sun Qing

At present，relevant departments for SO2concentration are all made of electrolytic method to test.Positioning of electrolytic process is through the sensor makes the gas SO2oxidation reduction reaction，to produce to test the concentration of SO2diffusion current，and although this method is simple and universal but also are influenced by many factors.

positioning electrolysis；sulfur dioxide；countermeasures

X831

B

1003-6490（2016）05-0138-02

2016-05-01

孙庆（1986—），男，山东蒙阴人，助理工程师，主要从事环境监测工作。