特殊气体分析方法的优化

在生物质热转化过程中，还有一些特殊的较难检测的气体，如O2、NH3、HCN等。这些气体较难通过常规的分析检测方法实现准确的在线或快速分析，目前已有相应的特殊分析方法。

1.氧含量分析

在生物质热解、气化及燃烧过程中，气体中氧气的含量是一个重要的指标，其直接决定了生物质热转化条件是否合适。当前，应用比较广泛的氧分析仪主要包括顺磁式氧分析仪及氧化锆氧分析仪。其中，顺磁式氧分析仪是根据氧气的体积磁化率比一般气体高很多，在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体含氧量的分析仪器。顺磁式氧分析仪也可称为磁效应式氧分析仪或磁式氧分析仪，我们通常称其为磁氧分析仪。它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式三种。氧化锆氧分析仪的工作原理是被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时，在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定的情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）；该氧浓差电势经显示仪表转化成与被测气体含氧量呈线性关系的标准信号，供氧气分析仪表显示和输出。

顺磁式氧分析仪不受样品气体压力的影响，但要求样品气体经过减压、除水、除尘等预处理后才能进行测量；其精度一般比氧化锆氧分析仪的精度高，但其价格更高，仪器检测预处理更复杂，维护费用也更高。氧化锆氧分析仪主要应用在加热炉测量氧含量中，其优点是检测器适应性较强，在一定程度下耐腐蚀和粉尘水，技术成熟，价格低，不需要烦琐的预处理，直接测量，测量稳定。其缺点是只适于过程压力在常压附近时的测量，气体流速不能过高，应用有一定的局限性。

2.NH3含量检测

NH3由于较易溶于水等特点，较难采用通用气体分析方法在实验过程中进行有效定量检测，常用的方法是化学吸收法。目前，已有国家标准GB/T 14679—1993《空气质量氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法》提出了NH3含量检测方法。其原理为：NH3经硫酸吸收液吸收，生成（NH4）2SO4，与水杨酸-次氯酸钠作用形成化合物，化合物溶液在加入亚硝基铁氰化钠后呈现蓝色，颜色深度与最初浓度成比例。通过分光光度计测量溶液对波长为697 nm的光的吸光度，然后与标准浓度溶液的吸光度进行比较，即可得到被吸收的NH3的量。

3.HCN含量检测(www.xing528.com)

HCN是NOx的重要前驱体，检测反应过程中HCN的含量对分析生物质热转化过程中N的迁移转化至关重要。当前HCN的检测也主要采用化学吸收法，可参见标准GB/T 7487—1987《水质氰化物的测定第二部分：氰化物的测定》中的硝酸银滴定法。具体步骤为：将烟气通入NaOH溶液中吸收HCN，然后用硝酸银溶液滴定，根据滴定用硝酸银的量即可计算得到烟气中HCN总量。参照标准HJ 484—2009，对氰化物的测定方法如下。

（1）硝酸银滴定法：检出限为0.25 mg/L，测定下限为0.25 mg/L，上限为100 mg/L。原理：经蒸馏得到的碱性试样，用硝酸银标准溶液滴定，氰离子与硝酸银作用生成可溶性的银氰络合离子［Ag（CN）2］-，过量的银离子与试银灵指示剂反应，溶液由黄色变成橙红色。

（2）异烟酸-吡唑啉酮分光光度法：检出限为0.004 mg/L，测定下限为0.016 mg/L，上限为0.25 mg/L。原理：在中性条件下，样品中的氰化物与氯胺T发生反应，生成氯化氰，再与异烟酸作用，经水解后生成戊烯二醛，最后与吡唑啉酮缩合，生成蓝色染料，在一定浓度范围内，其色度与氰化物质量浓度成正比。

（3）异烟酸-巴比妥酸分光光度法：检出限为0.001 mg/L，测定下限为0.004 mg/L，上限为0.45 mg/L。原理：在弱酸性条件下，水样中氰化物与氯胺T作用，生成氯化氰，然后与异烟酸反应，经水解后生成戊烯二醛，最后与巴比妥酸生成紫蓝色化合物，在一定浓度范围内，其色度与氰化物质量浓度成正比。

（4）吡啶-巴比妥酸分光光度法：检出限为0.002 mg/L，测定下限为0.008 mg/L，上限为0.45 mg/L。原理：在中性条件下，氰离子与氯胺T的活性氯反应，生成氯化氰，氯化氰与吡啶生成戊烯二醛，戊烯二醛与两个巴比妥酸分子缩合，生成红紫色化合物，在一定浓度范围内，其色度与氰化物质量浓度成正比。