池田屋原装 HORIBA堀场 环境硫化氢监测器 APSA-370/CU-1
HORIBA(株式会社堀场制作所)是全球领先的分析与测量仪器制造商,在大气环境监测及工业气体分析领域拥有深厚的技术积累。APSA-370/CU-1 是 HORIBA 推出的一款高灵敏度环境空气硫化氢(H₂S)及总硫(Total Sulfur,即 H₂S + SO₂)连续自动监测系统,由 APSA-370 二氧化硫监测仪与 CU-1 高温转换单元组合而成。该型号为池田屋原装进口产品,专门用于环境空气中痕量级硫化氢的实时在线监测。
APSA-370/CU-1 系统采用紫外荧光法(UV Fluorescence)结合高温催化转换技术:样气首先进入 CU-1 高温转换炉,将 H₂S 在约 300℃ 下催化氧化为 SO₂,再由 APSA-370 高灵敏度 SO₂ 分析仪测量转换前后 SO₂ 浓度差值,从而计算出原样气中的 H₂S 浓度。该系统具备极高的选择性、超低检出限及优异的长期稳定性,完全满足环境空气质量标准中对恶臭污染物及总硫排放的监测要求,适用于石化园区、污水处理厂、垃圾填埋场、造纸厂及畜牧业等硫化氢排放源周边的环境监测。
二、技术参数
以下参数分别介绍 APSA-370 主机与 CU-1 转换单元,以及系统整体性能。
1. APSA-370 二氧化硫监测器(主机)
测量原理:紫外荧光法(UV Fluorescence)
原始测量组分:SO₂
测量范围:0-0.1/0.2/0.5/1/2/5/10 ppm(多量程自动切换)
最低检出限:≤ 0.5 ppb(SO₂)
零点噪声:≤ 0.2 ppb RMS
零点漂移(24小时):≤ ±0.5 ppb
量程漂移(24小时):≤ ±0.5% FS
响应时间(T90):≤ 60 秒(SO₂ 直测模式)
采样流量:约 0.6 L/min
干扰抑制:内置渗透干燥管去除水汽干扰;芳香烃干扰通过选择性渗透膜去除
输出:模拟(4-20mA)、数字(RS-232C/RS-485/以太网)、继电器报警
2. CU-1 高温转换单元
用途:将 H₂S 催化氧化为 SO₂
工作原理:高温催化氧化(H₂S + O₂ → SO₂ + H₂O)
转换炉温度:约 300℃(可设定)
催化剂:高温氧化催化剂(如石英棉载铂或陶瓷基催化剂)
转换效率:≥ 98%(新催化剂,在额定温度及流量下)
加热方式:电加热,带独立温控及过热保护
预热时间:约 30 分钟(达到设定温度)
样气气路:
直测气路:样气直接进入 APSA-370(测量背景 SO₂)
转换气路:样气先通过 CU-1 转换炉再进入 APSA-370(测量 H₂S 转化后的 SO₂ + 背景 SO₂)
气路切换:内置电磁阀或手动切换(部分版本为自动循环切换)
3. 系统测量能力(H₂S 模式)
测量原理:差值法(总硫 - SO₂ = H₂S)
H₂S 测量范围:0-0.1/0.2/0.5/1/2/5/10 ppm(取决于 APSA-370 量程及零点稳定性)
H₂S 最低检出限:≤ 1 ppb(典型值,取决于差减法噪声)
H₂S 零点漂移:≤ ±0.5 ppb(24小时)
总硫(H₂S + SO₂)测量范围:同 SO₂ 量程
完整测量周期:直测 + 转换测量,周期约 2~5 分钟(手动切换速度更快,自动周期可设定)
4. 系统整体规格
电源:AC 100~240V ±10%,50/60Hz
功耗:APSA-370 约 180VA + CU-1 约 200VA(加热时)
模拟输出:可分别输出 SO₂、总硫、差值 H₂S 三路信号(4-20mA)
数字输出:RS-232C / RS-485 / 以太网(Modbus)
数字输入:外部启动校准、气路切换控制
工作温度:5℃ ~ 40℃
工作湿度:0 ~ 90% RH(无结露)
外形尺寸:
APSA-370:约 430mm(W) × 220mm(H) × 550mm(D)(5U,19英寸机架式)
CU-1:约 430mm(W) × 132mm(H) × 400mm(D)(3U 或独立机箱)
重量:APSA-370 约 18 kg,CU-1 约 10 kg
5. 智能特性
自动调零:APSA-370 可编程自动通入零气进行零点校准
自动循环测量:可设定时间间隔(如每 30 分钟)自动切换气路,测量 SO₂ 和总硫,并计算 H₂S
转换效率自检:定期通入已知浓度 H₂S 标准气,验证转换炉效率
数据存储:内置大容量存储,可保存原始 SO₂、总硫及计算 H₂S 数据
远程诊断:支持以太网远程查看转换炉温度、APSA-370 诊断参数、气路压力等
三、主要用途
APSA-370/CU-1 环境硫化氢监测器广泛应用于以下场景:
1. 石化园区与炼油厂周边
石油炼制、天然气净化、催化裂化等过程会释放大量硫化氢(H₂S)。在园区边界及下风向敏感点部署该系统,可:
实时监测 H₂S 浓度:确保满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中厂界 H₂S ≤ 0.06 mg/m³(约 0.04 ppm)的要求。
预警泄漏风险:H₂S 为剧毒气体,高浓度时可致人死亡,连续监测可及时报警。
评估治理效果:对比硫回收装置(克劳斯炉)运行前后的 H₂S 浓度变化。
2. 污水处理厂与垃圾填埋场
污水提升泵站、污泥消化池、垃圾填埋场厌氧分解会产生大量含硫恶臭气体,其中 H₂S 是主要成分之一。该系统可用于:
厂界恶臭监测:响应环保投诉及日常监管需求。
工艺优化:指导除臭剂投加及通风系统启停。
填埋气组成分析:评估填埋气脱硫处理效果。
3. 造纸厂与粘胶纤维厂
硫酸盐法制浆及粘胶纤维生产中使用硫化物,废气和废水均有 H₂S 释放。APSA-370/CU-1 可安装于:
厂界监测点:满足恶臭污染物排放标准。
车间环境:保障工人健康(职业接触限值 MAC 10 mg/m³)。
4. 畜牧业与养殖场
大型养猪场、养鸡场的粪便堆积区会产生大量 H₂S 及氨等恶臭气体。该系统可用于:
环境评价:评估养殖场对周边居民区的影响。
除臭技术比选:对比生物滤池、化学洗涤等除臭效率。
5. 火山与地热区环境监测
火山喷发和地热田会释放 H₂S。该系统可用于:
自然环境本底研究:地热区 H₂S 浓度可高达数十 ppb 至 ppm 级。
健康预警:当地热电站周围 H₂S 超标时提醒居民减少户外活动。
6. 天然气管道与储气库
天然气中含有的 H₂S 即使在微量(ppm 级)也对管道有强腐蚀性。在门站或加压站周边部署,可:
监测管道泄漏:及时发现微量 H₂S 泄漏,预防安全事故。
评价净化效果:确认脱硫装置出口 H₂S 浓度是否达到管输标准(≤ 6 mg/m³ 或更低)。
7. 城市环境质量监测
部分臭气投诉集中的区域(如垃圾中转站、公共厕所周边),可使用该系统进行短期或长期 H₂S 监测,为管理部门提供数据支撑。
8. 科研与实验室
转化机理研究:优化 CU-1 转换炉的催化剂配方及操作温度。
大气化学研究:研究 H₂S 在大气中的氧化转化机制(H₂S → SO₂ → 硫酸盐气溶胶)。
四、产品特点
1. 高选择性紫外荧光法
APSA-370 采用紫外荧光法测定 SO₂,该反应对硫氧化物具有极高选择性,可避免环境空气中多数气体(如 HC、CO、NOx)的干扰。转换前/后两次测量均基于同一原理,保证了 H₂S 差值结果的可靠性。
2. 高效高温转化炉
CU-1 采用高温催化氧化技术,在 300℃ 左右将 H₂S 定量转化为 SO₂,转化效率 ≥ 98%。炉体采用耐腐蚀材质(石英或不锈钢),内置温控及超温保护,保证长期运行稳定性。
3. 差值法实现超低 H₂S 检出限
环境空气中 H₂S 浓度极低(通常 < 5 ppb),直接测量难度极大。该系统通过分别测量“背景 SO₂”和“总硫(H₂S + SO₂)”,计算差值得到 H₂S,利用 APSA-370 对 SO₂ 的高灵敏度(0.5 ppb)扩展出 H₂S 的检出能力(典型 ≤ 1 ppb)。
4. 双气路自动切换
系统可配置自动切换电磁阀,按照设定时间周期(如 15 分钟、30 分钟)交替将样气送入直测通道或转化通道,实现无人值守连续监测。用户也可手动选择某一路进行单次测量。
5. 严格的干扰抑制
水汽干扰:APSA-370 内置渗透干燥管,将样气露点降至 -20℃ 以下,消除水汽对紫外荧光的猝灭效应。
碳氢化合物干扰:芳香烃在紫外光下也能发出少量荧光,通过选择性渗透膜或活性炭预处理去除。
SO₂ 背景校正:对于含有背景 SO₂ 的样气(如受燃煤影响区域),系统自动扣除,仅输出净 H₂S 值。
6. 智能自诊断与数据管理
7 英寸彩色触摸屏(APSA-370)实时显示转换炉温度、SO₂ 浓度、总硫浓度、计算 H₂S 浓度及趋势图。可存储超过 1 年的分钟均值数据,支持 U 盘导出或以太网远程访问。
五、安装与使用注意事项
采样管路:H₂S 的吸附性极强,必须使用 PTFE、PFA 或硼硅玻璃材质的采样管路,避免使用不锈钢、铜管或橡胶管。管路应尽可能短(< 5 米),并保持加热(50~60℃),防止水汽冷凝及 H₂S 吸附。
零气要求:零点校准需使用不含 H₂S 和 SO₂ 的空气(经活性炭及高锰酸钾浸渍活性炭双重净化)。
标准气:建议使用 H₂S/氮气标准气(NIST 可溯源)进行转换效率验证和量程校准。注意 H₂S 标准气钢瓶需经特殊内壁处理,防止吸附衰减。
转换效率验证:每月通入已知浓度 H₂S 标准气(如 0.1 ppm),计算转换效率(实测 SO₂ 浓度 / H₂S 标气浓度 × 100%)。若效率 < 90%,应检查转换炉温度或更换催化剂。
零点漂移校准:建议每 24 小时自动进行一次零点校准(通入零气),修正 APSA-370 零点漂移。
催化剂的定期更换:CU-1 转换炉内催化剂随使用时间增长(约 6~12 个月)活性下降,需定期更换。
安全防护:H₂S 标准气及样气可能含有高浓度 H₂S,尾气应通过排气管引至室外安全处;操作人员应接受 H₂S 安全培训。
六、总结
HORIBA APSA-370/CU-1 是一款由池田屋提供的原装进口环境硫化氢及总硫连续自动监测系统,由 APSA-370 高精度 SO₂ 分析仪(紫外荧光法)与 CU-1 高温转换单元(~300℃ 催化氧化)组合而成。系统采用差值法:分别测量样气中的背景 SO₂ 和经转化后的总硫(H₂S→SO₂ + 背景 SO₂),计算出 H₂S 浓度。
关键技术参数:H₂S 测量范围 0-0.1~10ppm(取决于量程),最低检出限 ≤ 1 ppb,转换效率 ≥ 98%,零点漂移 ≤ ±0.5 ppb/24h。系统具备自动气路切换、渗透干燥管除湿、芳香烃干扰去除、自动调零及以太网远程诊断等功能。
该监测系统主要应用于石化园区与炼油厂厂界、污水处理厂、垃圾填埋场、造纸厂、畜牧业养殖场、天然气管道沿线、地热区环境监测及科研实验室等需要连续监测痕量级 H₂S 的场景。凭借超低检出限、高选择性及稳定的长期性能,APSA-370/CU-1 成为环境恶臭污染物监测及总硫评价的理想工具。