樣氣除水雙冷阱方案與大氣環境二氧化碳監測

隨著我國提出的 “雙碳"戰略目標的推進，二氧化碳排放在2030年之前達到峰值， 2060年之前實現碳中和。要實現這一目標，必須以科技創新為先導。中國科學院科技支撐碳達峰碳中和戰略行動計劃中，明確了近期、中期、遠期的攻關目標，旨在通過解決關鍵核心科技問題，為“雙碳"目標的實現提供科技保障。

“碳達峰、碳中和"的國家戰略，是循序漸進的持久戰，需要系統的技術支撐。高精度的二氧化碳測量，是“碳達峰、碳中和"的重要技術分支之一。準確開展二氧化碳監測，獲取我國二氧化碳氣體濃度的長期變化趨勢，是深入開展碳循環氣候變化研究的基礎，有助于科學評估各地碳減排成效，支撐我國碳達峰、碳中和工作的開展和相應政策的制定。

在大氣環境二氧化碳連續監測的設備里，水汽成分對二氧化碳監測造成嚴重的干擾，因此需要進行樣氣除水，以達到水汽含量低于500ppm、100ppm、10ppm以下。在樣氣前處理過程中，雙冷阱除水方案，可以達到極低的水汽含量，明顯優于Nafion交換膜的指標。

低溫冷阱的主要作用就是除去樣氣里的水分，實現樣氣除水。其中的低溫部件，可以達到-50℃、-65℃甚至-80℃的低溫表面溫度。利用低溫表面的冷凝吸附捕集，除去樣氣里的水分，即可實現樣氣除水。

在雙冷阱的基礎上，增加氣路閥門組件、觸摸屏控制組件后，就是一套氣體自動除水系統，一種自動低溫除水冷阱。比如布置2套氣路，一套除水，另一套間歇性化霜除冰，交替使用，就可以實現連續的樣氣前處理除水操作，滿足大氣環境CO2連續監測的要求。

采用樣氣雙通道的結構，能夠及時有效除去氣路中的氣態水，提高了除水的實時性和連續線。為了準確獲取大氣中CO2等溫室氣體濃度，需要提升樣氣前處理過程中的除水能力，以免影響后續的溫室氣體監測精度和穩定性。

在我國提出“雙碳"目標和時間點后，生態環境部門出臺了相關文件統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護工作，在打造國家低碳產業體系中，碳排放實測數據，是低碳工程的重要基礎，是環?？萍嫉臄祿魏涂茖W依據。面對碳達峰、碳中和的要求，我國將進一步提升碳監測的覆蓋范圍，提升碳監測精度，支撐碳減排等相關工作。

長流儀器歷經二十余年的發展，擁有全系列的-50、-80、-110、-135、-160℃的低溫技術解決方案。針對大氣環境CO2連續監測，開發了-50℃、-65℃、-80℃的可控溫型低溫冷阱和低溫冷板，穩定可靠的除水能力，滿足了多種場景的應用需求。