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北京市朝陽区望京北路3号
Agilent Technologies (China) Co., Ltd
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北京市朝陽区望京北路3号
現在、我が国はエネルギー消費総量と強度の二重制御を積極的に実施している。生態環境部が印刷・配布した「第14次5カ年計画」は特に炭素排出実測技術の発展を推進し、複数の重点業界企業を組織して二酸化炭素、メタンなどの温室効果ガス排出監視試験事業を展開することを指摘した。重点都市の温室効果ガスモニタリングネットワークを構築し、国家大気背景ステーションの温室効果ガスモニタリング機能をアップグレードする。そのため、各省(直轄市)及び地方市(州)の環境保護システム内で温室効果ガスのモニタリングを展開することは重要な任務となっている。メタン、二酸化炭素、亜酸化窒素、六フッ化硫黄は我が国の温室効果ガスモニタリングネットワークの主要な分析目標である。それらの排出源は異なり、異なる種類間の濃度差は6桁(例えば、環境空気中のCH 4含有量は約1〜2 ppm、SF 6含有量は9〜15 ppt)に達することができ、これら4種類のガスを正確に監視するには高感度検出方法を採用する必要がある。モニタリング精度の面では、GB/T 31705-2015[1]はモニタリング技術が実際の温室効果ガスに近い濃度の標準サンプルを10回繰り返し分析したCO 2とCH 4の定量精度がそれぞれ0.05%と0.1%より優れていることを要求している。GB/T 31705-2015方法でカバーされていない他の2種類のガスN 2 OとSF 6に対して、国家環境ステーションは監視再現性がそれぞれ0.1%(N 2 Oに対して)と0.5%(SF 6に対して)より優れていることを要求した。
高精度環境温室効果ガスモニタリング方案は主に光キャビティ減衰分光技術(CRDS)に基づくオンライン装置を採用する。このような設備の測定精度は異なる温室効果ガスに対してわずかに異なるが、一般的には0.05%より優れている。しかし、CRDS技術はSF 6の測定には適しておらず、実際の用途ではSF 6を測定するための他の技術と併用して、標的化合物の監視を完了する必要がある。異なる分析技術の使用はオペレータの経験と技能に対してより高い要求があり、異なる分析プラットフォームの併用は温室効果ガス監視コストを増加させた。実験室で広く応用されている技術プラットフォーム/同一技術プラットフォームに基づく方案を開発し、信頼性/高精度のモニタリング結果を提供し、温室効果ガスモニタリングネットワークの構築に特に重要である。ガスクロマトグラフィー技術はこの方案の開発過程における重要な候補プラットフォームの一つである。
ガスクロマトグラフィーを用いて温室効果ガスを検出する方法は古くから行われてきた。従来の方法ではガスバルブ注入を用いて、熱伝導検出器(TCD)と水素火炎イオン化検出器(FID)を直列にそれぞれCO 2とCH 4を検出するか、メタン転化炉とFIDを同じ通路に併用してCO 2とCH 4を検出し、電子捕獲検出器(ECD)を用いてN 2 Oを検出する。このような構成を用いて得られたCO 2、CH 4、N 2 Oの分析精度は0.2%〜0.5%に達することができるが、<0.1%を突破することは難しく、現在の温室効果ガスの監視精度と精度の需要を満たすことができない、また、従来の方法ではppt濃度レベルSF 6の分析精度に関する報告は少ない。同じガスクロマトグラフィーシステム上で微量CO 2、CH 4、N 2 O及び超微量SF 6を監視し、厳格な分析精度及び精度要件を満たすためには、注入、分離、検出などの複数の要素から方案の最適化を行い、未分析拡張のニーズ(例えば、空気中の微量CO分析への参加など)を満たすための構成の柔軟な拡張を実現する必要がある。
本文はAgilent 8890ガスクロマトグラフィー装置が注入体積/制御注入再現性を最適化することによって、多チャンネル分析と高感度検出器を採用し、分析流路を最適化してシステムの長期安定運行を保証し、それによって4種類の重要な温室効果ガスの高精度監視を実現することを示した。