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碳中和溫室氣體CO2 CH4 N2O排放監測,諾科儀器助力綠色發(fā)展

瀏覽次數:864發(fā)布日期:2022-11-29

一、溫室氣體監測主要包括哪些?

甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和N2O等具有溫室效應的微量氣體稱(chēng)為溫室氣體。

根據京都議定書(shū)中規定的6種溫室氣體為二氧化碳、甲烷、N2O、氫氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫。

后三種氣體造成溫室效應的能力強,但從對全球升溫的貢獻來(lái)說(shuō),CO2、CH4、N2O三大主要溫室氣體所占的比例最大,對全球變暖的總體貢獻占到77%,濃度也呈現出逐年升高的趨勢。

大氣中CO2、CH4和N2O三種組分是目前溫室氣體監測的主要對象,也是當前世界各國控制減排的主要溫室氣體組分。

二、溫室氣體檢測主流技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)?

目前溫室氣體監測主要有非分散紅外線(xiàn)原理(NDIR)、傅里葉變換紅外光譜原理(FTIR)、可調諧半導體激光吸收光譜法(TDLAS)、差分吸收激光雷達技術(shù)(DIAL)、光腔衰蕩法(CRDS)、激光差分中紅外法(IRIS)、離軸積分腔輸出光譜技術(shù)(OA-ICOS)、激光外差光譜技術(shù)(LHS)、空間外差光譜技術(shù)(SHS)等。

非分散紅外線(xiàn)原理(NDIR)原理,具有結構簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度相對其他原理較低。

傅里葉變換紅外光譜原理(FTIR),能夠實(shí)現多種組分同時(shí)監測,適用于溫室氣體的本底、廓線(xiàn)和時(shí)空變化測量及其同位素探測,儀器系統較為復雜,價(jià)格比較昂貴。

可調諧半導體激光原理TDLAS,具有響應速度快、靈敏度高、光譜分辨率高等優(yōu)勢,能夠實(shí)現溫室氣體原位點(diǎn)式和區域開(kāi)放式探測,缺點(diǎn)是對于多氣體組分監測需要多個(gè)傳感器

DIAL技術(shù)是一種利用氣體分子后向散射效應進(jìn)行氣體遙感探測的光譜技術(shù),具有高精度、遠距離、高空間分辨等優(yōu)點(diǎn),系統較為復雜,成本較高。

CRDS和OA-ICOS技術(shù)均屬于小型化的氣體原位探測技術(shù),在溫室氣體監測方面,能夠實(shí)現很高的檢測靈敏度,成本比TDLAS要高。

LHS和SHS都屬于高精度、高光譜分辨的氣體檢測技術(shù),適用于溫室氣體的柱濃度或垂直廓線(xiàn)探測,可用于地基和星載大氣探測領(lǐng)域。

三、溫室氣體分析應用場(chǎng)景:

地面監測:主要應用場(chǎng)景是固定源溫室氣體排放監測,如電力、石化、鋼鐵、垃圾填埋危廢處理等能耗大戶(hù)固定排放口溫室氣體監測。

地基監測:為溫室氣體時(shí)空分布、變化特征、區域排放等的研究提供可靠的觀(guān)測數據。

機載監測:在空中對大氣層每個(gè)層高對氣體進(jìn)行檢測或對每個(gè)層高的氣體采樣后到實(shí)驗室進(jìn)行測量,具有靈活性高、機動(dòng)性強、監測面積大等優(yōu)點(diǎn)。機載溫室氣體探測是對溫室氣體垂直廓線(xiàn)的直接測量。

星載監測:用于在全球尺度上對大氣溫室氣體開(kāi)展廣范圍、長(cháng)時(shí)間的持續監測,因此星載探測可以促進(jìn)全球溫室氣體源匯分布的研究。

四、溫室氣體檢測主流技術(shù)品牌:

在溫室氣體高靈敏探測技術(shù)方面,目前以美國Picarro、ABB、德國B(niǎo)ruker等公司為主,其產(chǎn)品在大氣背景站、高原科考及其他溫室氣體高精度測量需求領(lǐng)域應用廣泛。在固定源溫室氣體排放連續監測方面,國內相關(guān)技術(shù)比較成熟,有對應的解決方案,在高精度高靈敏監測方面目前和國外公司還有一定差距。

隨著(zhù)國家大力推進(jìn)雙碳政策,目前國內在溫室氣體監測技術(shù)研究方面也開(kāi)展了大量的工作,

一些高校及研究院所開(kāi)始著(zhù)手溫室氣體監測方面的研究。如中國科學(xué)院安徽光機所、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所等。

針對固定源溫室氣體排放連續監測方面,諾科儀器NK-500系列紅外線(xiàn)氣體分析儀可以勝任。NK-500系列紅外線(xiàn)氣體分析儀采用NDIR不分光紅外線(xiàn)原理,傳感器核心采用進(jìn)口光源,測量范圍寬可分析氣體上限達100%,下限達幾個(gè) (ppm)的濃度,進(jìn)行精細化處理后,還可以進(jìn)行痕量級(ppb)分析。

儀器穩定性好,反應速度快,響應時(shí)間一般在10S內(達到T90的時(shí)間),可針對廠(chǎng)界及固定源溫室氣體排放進(jìn)行%至ppm級別的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。


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