不可忽视的气体在线分析仪预处理系统
气体分析仪在线分析系统解读
气体分析仪在线分析系统使用说明书目录前言本分析系统根据水泥生产线工艺控制的要求而设计、生产，是为保证工艺系统的平安运行专门设计生产的自动检测控制系统，可用在预热器一级筒出口，煤磨收尘器，煤粉仓等地方，可连续自动检测烟道内O2、CO的含量，并能在到达或超过给定的下限报警时和上限报警点时，发出报警信号；当含量下降到下限控制点时，可自动解除报警信号。
该系统可以对O2、CO等气体进展定量分析，当气体浓度含量时发出报警信号，通知有关部门及时采取有效手段和措施进展解决。
这样不但提高了企业的经济效益，而且对生产平安也有了保证。
该分析系统，具有探头取样、除尘、除水、校表功能，并能自动排水、自动采样和自动反吹，操作起来十分简单方便。
一气体连续在线监测系统介绍气体连续在线监测系统运用烟气红外采样实现了工艺管道内气体在线连续监测。
同时又针对国内煤种较杂、煤质变化大、工艺差异的状况从技术上进展了改良。
并按照国家标准设计定型，提供专业的中文操作平台及中文报表功能、多组模拟量及开关量输入输出接口，可实现现场总线的连接以及多种通讯方法的选用，使系统运行方便灵活。
气体连续在线监测系统是功能齐全，整体水平最高的固定污染源在线监测系统。
主要由以下几个子系统组成：1)采样探头2)伴热装置3)预处理系统4)红外气体分析仪如以下示意图：技术特性：✧适合中国国情：系统针对国内燃用的煤种较杂、煤质变化频繁、烟尘和气态污染物排放浓度高、烟气湿度高的状况进展了技术上的改良，因而更适合国内条件运行。
✧维护量小：系统运行中所吸取的烟气量极少，使系统所维护周期大大延长。
✧全线在线标定：系统标定时，通过探头控制器和分析仪实现零标及跨标功能，完成全系统的在线标定，从而在最大程度上保证了系统的测量精度。
✧自动定期标定：可以在系统软件中设定自动标定周期，系统就会自动定期的进展标定，无需人工干预。
✧自动反吹：激光测尘仪配置了强制吹扫系统，克制了监测点上烟气可能出现的正压对仪器造成污染干扰的情况。
ABB在线分析仪预处理常见故障排查方略
４．５．５抽 气 泵 选 型 不 当 ； ４．５．６大 量 粉 尘 进 入 ； ４．５．７样气 中存在较强腐蚀性气体。 ４．６故 障现象：冷凝 器温度指示值不下降，可能的原因有： ４．６．１冷 凝 器 损 坏 ； ４．６．２样 气 温 度 过 高 ； ４．６－３样气流量太大； ４．６．４冷凝器温度设置不 当。 ５．结束语 分析仪设备的维护是 目前 热工仪 表维护 中的难题 ，但只要我们找 出方法 、找对突破 口，维护 工作有的放矢的进行 ，还是 会起 到事半 功倍 的效果 ，分析设备在冶金 、化工 、水泥等恶劣环境 中使用还是 可以得 到 大 力 推广 的 。
ｄ、反吹气压 力低报警压力表 ，并输出报警信号 。 ４．成 套 系统 常 见故 障排 查 案 例 ４．１故障现象：取样探 头频繁堵塞 ，可能的原 因有：
４．１．１吹扫探头用的压缩空气压力低（或 中断），压缩空气 中带水或带 油 ；
４．１．２取 样 样 气 流 量 过 大 ；
４．１３取 样 选 择 不 当 （粉 尘 含量 过 高 ）； ４．１．４取 样 探 头 吹 扫 间 隔时 间设 置 不 当 ；
４．１．５取 样 探 头 吹 扫 程序 设 计 不 合 理 。 ４２故障现象 ：样气 流量小 ，调节流量计也达不到所需要 的样气流 量 ，可 能 的 原 因有 ： ４－２．１探 头过滤芯堵塞 ； ４．２．２样气 回路有泄漏 ； ４－２＿３样气 回路抽气泵能力不够 ； ４．２．４流量计浮球卡住 ； ４．２．５样气回路管道堵塞 ； ４．２．６样气回路 电磁阀堵塞； ４．２．７冷凝器温度设置过低内 部冰堵 ； ４．２．８取 样 点压 力 过 低 ； ４．２．９尾 气 排放 管 堵 塞 ； ４．２Ａ０膜式 过 滤 器 膜 片 积 尘 过 多 。 ４－３故障现象：分析仪器传感 器内部 出现粉尘 ，可能的原因有：
鲁奇炉出口气体成分在线分析系统的设计和应用
鲁奇炉运行工况的调整主要是根据出口气体
成 的C02含量，以及炉底灰渣的
、大
等 ，对汽氧比进行调整$而出口气
C02的 量，一般是每2h或4h人工采样进行分
析。对灰渣的 ，每8h才进行一次$
实
集 重要的
， 鲁奇炉智能工
厂的建设
$
1概述 鲁奇炉为 煤加 气化工 $ 炉
的 气和氧气在
和
煤
和
，进
和干燥预热层，温
所有气体成分的百分比总和为100% &缺 是由于
气体 各成分的分离需要一定的时间， 有3〜5
min的滞后。而红光谱的优点是时间快，可以同 时利用不模块对气体的各种成分 检测，
但缺是对于气相色谱来说，数有一定的偏
差，而且种模块分别检测的 最后加起来的
数不是100%，需要人
理。
计划是 合成氨厂的液氮洗、甲烷转 1
场合的进口 探头， 种进口
探头垂
直装在
上方，过内置的旋风制冷装
置对 气体进行冷却，冷却后气
的
、
NH/等杂质靠重力回流到工
内。该采样探头
还设计有汽反吹装置，可以设定一定的时间间
隔，利用高温的
汽对采样探头进行反吹，将
探头内积累的焦油、粉尘等
到工
内$
种探头投用，效不是很理想。主要问题
是高温蒸汽反吹后，探头内的温度急剧上升，然后
高压、
，
气
、 ，出于安
全和 量等原
,
在化
用比较普遍的进口采样探头。
采样探头
用于 炉等 含量 的 , 是在
奇炉上出现了问题：一*是每次反吹后17 min内没 有分析仪 的数据；二是由于预处理系统
废气污染源在线监测系统简介
谢谢大家！
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数据和参数：
数据计算的可靠性检查。（主要参数，定期校准等）
标准气体：
校准的可靠性检查。（精度等级，有效期，气瓶压力，连接等）
CEMS日常运行维护
维护保养
易耗品的定期更换：
探头过滤器芯、 分析仪内各种过滤器芯、泵膜及轴承、密封圈（垫） 等；
定期清理采样系统：
清理探头表面积灰、积水，检查系统管路凝水管壁吸附情况，及时吹扫 干净。
超声波技术能够测量低至0.03 m/s的气流流速。
安装时应避开有涡流的位置。
CEMS工作原理
流速测量：
超声波法：
CEMS工作原理
流速测量：
热线法：
热平衡法流速测量仪是通过把加热体的热传输给流动的烟气进
行工作的。气体借热空气对流从探头带走热，并导致探头冷却。气
流流经探头的速度越快，探头冷却得越快。供给更多的电量维持传
CEMS工作原理
气态污染物测量子系统：
直接抽取系统
SO2，NOx，CO， CO2 SO2，NOx， SO2，NOx
采样方式 分析方法 红外光吸收原理 紫外光吸收原理
稀释抽取系统
直接测量系统 （插入式）
紫外荧光原理
化学发光原理 电化学原理
SO2
NOx NOx
CEMS工作原理
气态污染物测量子系统：
够测量的最低流速约为2-3m/s)。
CEMS工作原理
流速测量：
皮托管法：
CEMS工作原理
流速测量：
超声波法：
在流体中设置两个超声波传感器，他们既可发射超声波又可以
CEMS系统在烟气脱硫中的应用分析
CEMS系统在烟气脱硫中的应用分析烟气在线监测系统（CEMS）由样气采集、预处理器、在线分析仪（U23）及数据运算和传输四部分组成。
实现对烟气中SO2、NOX、粉尘等污染物的分析和连续监测以及对数据的远程传输。
本文以我厂80万吨/年重油催化裂化装置的烟气在线监测系统为例，着重介绍烟气在线监测系统在烟气脱硫中的应用。
标签：CEMS;烟气脱硫;应用分析;措施随着现代工业的日益发展，环境污染也越来越严重，尤其是化工企业排放的含硫较高的烟气对环境造成的污染。
催化裂化装置催化剂再生形成的烟气中通常含有超标的SO2、NOX和粉尘，为了使烟气排放达到国家环保局规定的排放标准，本着从环境保护的角度，降低烟气中的SO2、NOX、粉尘等的含量，烟气脱硫是不可缺少的环节。
炼化总厂催化装置脱硫系统采用湿法脱硫工艺流程，烟气经过碱液洗涤后SO2、粉尘等含量明显降低。
烟气在线监测系统的正常、稳定、准确的运行是保证脱硫系统良好工作的基础，也是提高脱硫效率，提高脱硫剂利用率的有效方法。
一、工作原理1.1采样单元按照炼化总厂80万吨/年重油催化裂化装置的实际工况和技术要求，烟气监测系统的采样单元采用直接抽取加热法，主要由采样探头、伴热管线等配套装置组成。
采样探头安装在烟囱的适当位置，采集烟道中的气体，并通过伴热管线将气体运送到机柜间的预处理器中，为防止因水蒸气凝结而吸附硫化物，堵塞管道，采样探头和取样管线都采用电伴热方式。
1.2 样气预处理单元烟气经过采样探头、电加热采样管线和除水过滤器，由取样泵抽取至分析仪进行分析。
由于样气的压力、温度、流量不稳定，且含水、含粉尘，不能满足仪表分析的要求，所以需对样气预处理。
在预处理过程中，通过探头过滤器完成除尘，通过压缩机冷凝器对样气快速冷凝，通过蠕动泵将冷凝水排放来除水。
1.3 分析单元用多组分气体分析仪（U23），对样气中所含气体组分进行分析。
用非分散性红外线法来分析SO2、NOX的含量，用电化学法来测量O2含量。
在线气体分析仪预处理系统的功能作用与正确选型
在线气体分析仪预处理系统的功能作用与正确选型根据气体成分分析仪工作原理的不同，气体成分分析大致可分为两种测量方式：一是，直接测量方式，即将探头安装在过程气体管道中直接测量（测量、变送装置在探头内），如红外气体分析仪、紫外气体分析仪和激光拉曼光谱气体分析仪等，由于它采用了最新光学技术，能在不影响被测气体本身状态的情况下进行实时测量，具有测量准确、反应迅速的优点，尤其是它不需预处理装置，与传统的热导式气体分析仪相比有很大的优势。
二是，间接（取样）测量方式，即将过程气体抽出进行除尘等处理后送至分析单元进行测量（测量、变送装置在内）。
由于受工业过程气体高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等恶劣气体条件影响，对采用间接分析测量方式来说，最大的困难就是怎样获得适合测试条件的样气，惟一的方法就是采用预处理装置对样气进行处理，因此选用（制作）能适应工艺条件、性能稳定可靠的预处理装置是解决在线气体分析仪使用问题的关键。
虽然直接测量方法在对气体进行实时测量时可省去预处理装置，但工业过程气体的监测大部分时候是一个连续的过程，需要提供在线实时的数据参考，因此为了保证测量结果的准确性，即便是采用光学技术原理的气体分析仪一般也建议采用间接测量方式。
本文针对在线气体分析仪的预处理装置——预处理系统进行了分析与介绍，希望可以帮助大家更好的了解在线气体分析仪的基本原理。
一、预处理系统部件组成1.取样部分主要设备有粗过滤器、取样阀、取样管道、支架、蒸汽伴热管或电加热器等，安装在现场。
这是预处理系统的核心组成部分，也是决定仪器能否给出科学可信数据的一个重要环节，因此在实际的取样过程中应该做到小心谨慎、规范操作。
2.样气处理部分主要设备有取样阀、取样管道、支架、精密过滤器、干燥装置、稳压装置、稳流装置、压力表、流量计、冷却或加热装置、取样泵、尾气处理装置、标准气和载气装置、气泵或水泵、清洗装置等，安装在分析室仪表盘内。
3.控制部分主要设备有电源装置、小型PLC控制器、电磁阀或气动切换阀、环境状态报警仪等，安装在分析室仪表盘内。
CEMS系统简介
CEMS系统简介本系统适应于以固体.液体为燃料或原料的火电厂锅炉,工业/民用锅炉以及工业窑炉,危险物焚烧炉及以气体为燃料或原料的固体污染源烟气CEMS .整套系统包括：探头取样系统、样气预处理系统、校准系统、PLC控制系统，气体分析仪，DAS系统，GPRS远程通讯系统。
测量原理及单位量程:,NOx NRIR不分光红外法(0-500/2500)ppmSO2O电化学法(0-5/25)%2颗粒物激光后散射法(0-1000)mg/Nm3流量测量皮托管差压法(0-40)m/s温度热电偶/热电阻(0-300)℃压力测量扩散硅法(-5-1)kpa公用工程要求: 电源: 220AC 50HZ功率：5KVA(单套,管线不超过50米)气源:压缩空气 .0.4-0.6MPa 洁净无油压缩空气耗气量: 小于20L/H引用标准:HJ/T 76-2007 固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及检测方法HJ/T 75-2007 固定污染源排放烟气连续检测系统验收技术规范HJ/T 212-2005 污染源在线自动监控系统数据传输标准GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/147-1999 烟气采样器技术条件HJ/T48-1988 烟尘采样器技术条件SCS900系统组成:(1) 烟气SO,NOx分析系统2(2) 颗粒物分析系统(3) 烟气流量分析系统,包括烟气压力和温度检测含量分析系统(4) O2(5) 采集.处理和控制系统.注意:流量的测量要保持仪器的指示方向通气流的方向保持一致.倾斜烟道一定要注意!系统工艺图系统组成：CEMS成套系统由柜内和柜外两大部分组成。
分析柜安装在室内，柜外部分的电加热自动控温取样探头，安装在烟道上。
系统加热探头抽取样气，经探头内置过滤器过滤大量烟尘。
其加热温度不低于145℃，以防止冷凝。
1. 预处理单元：包括压缩机除湿器、耐腐抽气泵、气溶胶过滤器、反吹单元等。
在线气体分析仪
• 按照测量成分或参数划分，分为氧分析仪、 硫分析仪、pH值测定仪、电导率测定仪等 多种。 • 按照测量介质的相态划分，分为气体、液 体、固体分析。
第一章 光学分析仪
• 第一节 电磁辐射和吸收光谱法 电磁辐射是以极快速度通过空间传播的光量子流， 是一种能量的形式。电磁辐射具有波动性和微粒 性，其波动性表现为辐射的传播以及反射、折射、 散射、衍射、干涉等，可用传播速度、频率、波 长等参量来描述；其微粒性表现为当其与物质相 互作用时引起辐射的吸收、发射等电磁辐射的波 动性与微粒性用普朗克方程式联系起来。 E=hv=hc/λ 式中 E——辐射的光子能量，J； v——辐射的频率，s-1； h——普朗克常数，6.626×10-34J· s; c——光速，3×1010cm/s； λ——波长，cm。
二、检测原理 • 传统在线气体分析仪如非色散红外（NDIR） 在线分析仪通常受来自环境中其他成分 （包括粉尘和其他气体成分如水份等）的 交叉干扰影响。此问题在被测气体含量越 低时，就显得越严重。与采用非色散光谱 技术的传统红外在线分析仪不同，目前,半 导体激光气体分析系统的测量原理是采用 半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测 量技术，即“单线光谱”测量技术。
三、色谱分析仪器 采用色谱柱和检测器对混合流体先分离、后检测的定 性、定量分析方法叫做色谱分析法。 四、物性分析仪器 在分析仪器中，把定量检测物质物理性质的一类仪器 叫做物性分析仪器。物性分析仪器按其检测对象来分类和 命名，如水分仪、湿度计、密度计、黏度计、浊度计及石 油产品物性分析仪器等。 五、其他分析仪器 将上述几类仪器之外的在线分析仪器合并在这一类中， 包括： 顺磁式氧分析仪 利用氧的高顺磁特性制成,包括热磁 对流式、磁力机械式、磁压力式氧分析仪； 热学分析仪 如热导式气体分析仪、催化燃烧式可燃气 体检测仪、热值仪等； 射线分析仪 如X射线荧光光谱仪、γ射线密度计、中 子及微波水分仪、感烟火灾探测器等； 质谱分析仪
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不可忽视的气体在线分析仪预处理系统
在线分析仪表在化工行业的应用已经十分的广泛,为化工生产过程控制、提高产品质量、指导操作提供了重要手段和依据。
在线分析仪表在生产现场连续自动分析各种混合气体样品的成分含量及单个组分含量,使得工艺控制更适时、更准确。
但在实际生产过程中,有很多的在线分析仪表不能正常可靠持续的投入运行,不能真正的发挥其作用,其主要原因就是工艺现场对在线分析仪表运行条件认识不足,样品预处理不能使测量样气达到分析仪的要求,从而制约了在线分析仪表的使用和发展。
1在线分析仪预处理系统
1.1样品预处理的基本任务和功能
在线分析仪通常需要不含干扰组分的清洁、非腐蚀的样品,在正常情况下,样品必是在限定的温度、压力和流量范围之内,样品处理的基本任务和功能归纳如下:流量调节,包括快速流路和分析回路:压力调节,包括降压、抽吸和稳压；温度调节,包括降温和保温:除尘,除水除湿和气液分离,去除有害物,包括对分析仪有危害的组分和影响测量的扰组分。
1.2样品预处理系统分为前处理和预处理系统
前处理单元对取出的样品进行初步处理,使样品适合于传输,缩短样品的传输滞后,减轻与处理单元的负担,如减压、降温、除尘、除气化等预处理单元对样品做进一步处理和调节,如温度、压力、流量的调节,过滤、除湿、去除害物等,安全泄压、限流和流路切换等。
1.3样品预处理系统的目的是为在线分析仪表提供不断更新的、清洁的、有代表性的、具有适合在线分析仪表工作条件的温度、压力和流量的样品气体在煤化工装置,大部分工艺条件均不能满足在线分析仪表工作条件的要求,而一个满足仪表使用条件的样品,对在线合析的至关重要的。
2.系统的结构本系统是由醇洗罐、水洗罐、中和罐、气液分离过滤器、气源处理器、真空发生器、采样/放空流量计、压力调节阀、分析仪表等一整套取样预处理系统及校准系统组成，并将取样探头以外的部分安装在一个标准机箱的内部。
预处理部件都是为了保证气体分析仪器能够长期可靠运行。
2.1、系统工作原理待测样品气通过取样管道取出，对取样点样品气进行物理/化学上的溶解中和，除尘，恒温，除水，干燥，恒流后送至分析仪表，现场检测数据通
过4-20mA送至PLC/DCS，也可以通过GPRS网络送至物联网云平台。
2.2、预处理系统
①．醇洗罐：用于洗气作用将其加入大于90%浓度乙醇溶液，用于稀释溶解样气中VOC有机挥发性气体，液面需漫过进样管口2cm以上。
②．中和罐：用于洗气作用需将其加入50%浓度的氢氧化钠溶液，用于中和样气中的酸性气体，液面需漫过进样管口2cm。
③．水洗罐：用于洗气作用，添加饮用水溶液，用于稀释溶解样气中的乙醇等可以溶于水的溶剂组分，液面需漫过进样管口2cm。
④．气液分离过滤器：其中滤芯用于过滤微量粉尘和焦油杂质，并且可起到除液态水的作用。
⑤．真空发生器：作用是将微正压或负压的样气，源源不断的抽取至预处理系统；它需要0.2-0.5MPa的压缩气源驱动工作；压缩气源需要干燥，无油。
IN进气口,OUT 出气口。
⑥．气动冷凝器：将样气瞬间冷凝至-4-30摄氏度，气态转换为液态并排出。
⑦．气源处理器：内部配置变色硅胶用于干燥样气，或者内置活性炭等吸附VOC 有机气体。
当变色硅胶吸水变成成红色时，需要及时更换。
⑧．采样流量计：控制采样流量至0.5L/min，逆时针调小，顺时针调大。
⑨．气动隔膜泵：它需要0.2-0.5MPa的压缩气源驱动工作；压缩气源需要干燥，无油。
IN进气口,OUT出气口。
⑩．压力调节阀：用于调节真空发生器/涡流冷凝器/气动泵的气源压力。