烟尘采样器测量方法和原理
烟尘检测仪 技术要求

烟尘检测仪技术要求
烟尘检测仪是一种用于测量烟尘浓度的设备,也被称为烟尘颗粒物监测仪。
以下是烟尘检测仪常见的技术要求:
1.检测原理:烟尘检测仪可以采用不同的检测原理,常见的
包括光散射法、β射线法、重量法等。
检测原理要能准确、可靠地测量烟尘的浓度。
2.检测范围和灵敏度:烟尘检测仪应具有广泛的测量范围和
高灵敏度,以满足不同应用场景的需求。
能够实时监测和
显示烟尘浓度变化,并能够在较低浓度下进行精确测量。
3.可靠性和稳定性:烟尘检测仪需要具备良好的可靠性和稳
定性,能够长时间、连续准确地进行烟尘浓度测量,不受
环境变化、温度变化和湿度变化等因素的影响。
4.响应时间:烟尘检测仪需要具备快速的响应时间,能够迅
速检测到烟尘的变化,以及时采取相应的控制措施。
5.数据记录和分析:烟尘检测仪应能够记录和存储测量数据,
并能够进行数据分析和报告生成。
某些烟尘检测仪还具备
数据传输功能,可实现远程监测和远程数据访问。
6.抗干扰能力:烟尘检测仪需要具备较好的抗干扰能力,能
够准确测量烟尘浓度而不受其他气体影响。
7.操作简便性:烟尘检测仪应易于操作,具有简明的人机界
面和操作界面,操作人员能够方便地进行测量、校准、数
据查看等操作。
8.符合法规和标准:烟尘检测仪应符合相关的法规和标准,
如国家标准、ISO标准等。
需要根据具体的应用场景和需求选择合适的烟尘检测仪,并严格按照厂家提供的操作手册进行操作和维护。
激光烟尘检测仪

激光烟尘检测仪激光烟尘检测仪(Laser Smoke Detector)是一种利用激光技术检测空气中烟、尘的浓度的仪器。
由于现代工农业生产中,空气中常常存在大量的烟尘颗粒,对人的健康和生产造成很大的影响,因此烟尘检测仪广泛应用于工业、公共场所、交通运输、医院等领域。
工作原理激光烟尘检测仪的工作原理是,利用激光光源对周围的空气进行扫描,通过测量光线的散射和吸收,来判断空气中的烟尘浓度。
在光束通过空气中的颗粒时,颗粒将散射一部分光,并吸收一部分光。
接收器接收经过散射和吸收后的光,计算烟尘颗粒的浓度。
该仪器不仅能测量有机物质的浓度,还能够测量气体、灰尘等其他颗粒物质的浓度。
技术特点激光烟尘检测仪具有以下技术特点:•灵敏度高:可以检测到微小的颗粒物质浓度,故能够精确测量日常生活中的烟、尘;•高精度:可以对不同颗粒物质的浓度进行分辨、测量;•快速响应:检测结果的响应时间非常短,可在几秒钟内完成检测;•可靠性高:采用先进的光学与电子技术,具有稳定性高、误差小等特点;•操作简单:仪器使用简单,只需按下开关即可进行检测;•便携式设计:仪器体积小巧、轻便,可携带到各种不同场合进行使用。
应用领域激光烟尘检测仪在以下领域得到了广泛的应用:1.工业领域:工厂、炼化厂、钢铁、化工、制药等行业,用于检测粉尘、霾、烟雾等有害物质的浓度,保障工人的健康。
2.公共场所:市政道路、地铁、机场、车站、商场等公共场所,用于检测空气中颗粒物质浓度,确保室内外的空气质量。
3.交通运输:车辆尾气排放检测、空气质量监测站等;4.医院:在病房、手术室、实验室等场所检测空气中细菌、病毒等微生物的浓度,保障患者和医护人员的健康。
市场前景随着全球环境污染的日益加重,人们越来越重视空气质量问题。
激光烟尘检测仪的到来,有效地解决了空气中颗粒物质检测的难题,具有非常广阔的市场前景。
据市场调研机构的预测,2021年激光烟尘检测仪市场规模将会达到80.1亿美元,未来市场空间广阔。
前散射烟尘仪原理

前散射烟尘仪原理前向散射烟尘仪是一种用于检测大气中颗粒物浓度的仪器,主要基于散射原理。
下面将详细介绍前向散射烟尘仪的工作原理、结构组成、工作过程以及在环境监测中的应用。
1. 工作原理前向散射烟尘仪的工作原理基于光的散射现象。
当光线照射到空气中的颗粒物时,颗粒物会散射部分光线。
前向散射烟尘仪通过测量这些散射光的强度来确定空气中颗粒物的浓度。
具体来说,仪器内置一个光源和一个光散射探测器,光源发出光线,光线穿过空气中的颗粒物区域,部分光线被颗粒物散射。
散射光线被光散射探测器捕捉,并根据接收到的散射光的强度来计算颗粒物的浓度。
2. 结构组成前向散射烟尘仪通常包括以下主要组件:2.1 光源光源通常是一种高亮度的光源,例如激光二极管(LED)或激光器。
这个光源发出的光线是单色的,并且具有足够的强度以穿透大气中的颗粒物。
2.2 散射探测器散射探测器用于捕捉颗粒物散射的光线。
它能够感知散射光线的强度,并将这个信息传递给仪器的处理单元。
2.3 采样系统采样系统负责引导空气中的颗粒物到测量区域,确保颗粒物充分暴露于光源的照射之下,以保证准确的测量。
2.4 电子处理单元电子处理单元用于接收来自散射探测器的信号,并进行信号处理和数据分析。
它能够将光散射强度转换为颗粒物浓度的测量值。
3. 工作过程前向散射烟尘仪的工作过程可分为以下步骤:3.1 光源照射光源发出单色、高强度的光线,照射到大气中的颗粒物区域。
3.2 颗粒物散射光线穿过空气中的颗粒物,部分光线被颗粒物散射。
3.3 散射光检测散射探测器捕捉颗粒物散射的光线,并将强度信息传递给电子处理单元。
3.4 数据处理电子处理单元对接收到的散射光信号进行处理,将其转换为颗粒物浓度的测量值。
3.5 数据输出测得的颗粒物浓度数据通常以数字形式输出,可以在仪器上直接读取,也可以通过数据接口传输到计算机或监测系统中进行记录和分析。
4. 应用领域4.1 环境监测前向散射烟尘仪广泛应用于环境监测领域,用于实时监测大气中的颗粒物浓度,包括空气质量监测、工业废气排放监测等。
HS3YQ3000型全自动烟尘气测试仪的工作原理

HS32-YQ3000型全自动烟尘(气)测试仪的工作原理1.颗粒物等速采样原理将烟尘采样管由采样孔放入烟道中,将采样嘴置于测点上,正对气流方向,按等速采样要求抽取一定量的含尘气体,根据滤筒(滤膜)捕集到的烟尘(油烟)重量以及抽取的气体体积,计算颗粒物的排放浓度及排放总量。
HS32-YQ3000型全自动烟尘(气)测试仪的微处理器测控系统根据各种传感器检测到的静压、动压、温度及含湿量等参数,计算出烟气流速、等速跟踪流量,测控系统将该流量与流量传感器检测到的流量相比较,计算出相应的控制信号,控制电路调整抽气泵的抽气能力,保持采样嘴入口的烟气流速与烟道内烟气的流速相等;同时微处理器用检测到的流量计前温度和压力自动将实际采样体积换算为标况体积。
2 含湿量测量原理微处理器控制传感器测量、采集干球、湿球表面温度以及通过湿球表面的压力及排气静压,结合输入的大气压和湿球表面温度自动查出该温度下的饱和水蒸气压力(P bv),根据公式计算出烟气含湿量。
3.含氧量测量原理将采样管放入烟道中,抽取含有O2的烟气,使之通过O2电化学传感器,检测出O2的瞬时浓度,同时根据检测到的O2浓度,换算出空气过剩系数α。
4.SO2、NO、NO2、CO、H2S、CO2瞬时浓度及排放量测量原理将采样管放入烟道中,抽取含有SO2、NO、NO2、CO、H2S、CO2的烟气,进行除尘、脱水处理后再通过SO2、NO、NO2、CO、H2S电化学传感器(CO2为光学传感器),分别发生如下反应:SO2+2H2O —> SO42- +4H++2e-NO +2H2O —>NO3-+ 4H++3e-NO2+H2O —> NO3-+2H++e-CO +2H2O —>CO32-+ 4H++2e-H2S+4H2O —> SO42-+10H++8e-传感器输出电流的大小在一定条件下与SO2、NO、NO2、CO、H2S的浓度成正比,所以测量传感器输出的电流即可计算出SO2、NO、NO2、CO、H2S的瞬时浓度;同时仪器根据检测到的烟气排放量等参数计算出SO2、NO、NO2、CO、H2S的排放量。
烟尘烟气分析仪的使用和工作原理

烟尘烟气分析仪的使用和工作原理引言烟尘烟气是工业生产和交通运输中常见的一种污染源。
如果烟尘和烟气的浓度过高,不仅会对环境造成影响,对人体健康也有潜在危害。
因此,烟尘烟气的检测与监测非常重要。
而烟尘烟气分析仪则是实现这一目的的关键仪器之一。
烟尘烟气分析仪的使用烟尘烟气分析仪是一种用于测量空气中烟尘和烟气浓度的仪器。
其使用方法如下:1.取下烟气分析仪的上盖2.将仪器插入要测量区域的烟道中3.将仪器打开,根据仪器的指示进行操作值得注意的是,在使用烟尘烟气分析仪之前,需要先对其进行标定。
这是因为不同的仪器会因为制造或运输的过程中受到不同的影响,使得其测量结果不同。
因此,需要在使用前根据给定的标准对仪器进行标定,以保证测量结果的准确性。
烟尘烟气分析仪的工作原理烟尘烟气分析仪的工作原理是通过分析空气中烟尘和烟气的成分来测量其浓度。
具体来说,其工作原理包括以下几个步骤:1.烟气进入烟道2.烟气经过滤网,将大颗粒的烟尘过滤掉3.烟气进入分析单元,此时烟气中的成分已经相对纯净4.分析单元通过双波长或者宽带光谱,分析空气中的化学成分,得出浓度值需要注意的是,不同的烟尘烟气分析仪会采用不同的工作原理。
例如,有些仪器会采用基于激光的测量方法,而不是基于光谱的。
烟尘烟气分析仪的应用烟尘烟气分析仪主要应用于以下领域:1.工业生产:用于检测工厂的废气2.环保监测:用于检测空气污染情况3.交通运输:用于检测汽车尾气的排放浓度烟尘烟气分析仪在环保领域的应用可以帮助环保部门制定合适的治理方案,有效保护环境。
而在工业生产领域和交通运输领域的应用,则可以帮助企业实现对其排放的烟尘烟气浓度进行有效控制,达到环保方面的要求。
结论烟尘烟气分析仪是一种用于测量空气中烟尘和烟气浓度的仪器。
其通过分析空气中的成分来测量其浓度值,得出准确的测量结果。
在工业生产、环保监测以及交通运输领域都有着广泛的应用前景。
烟尘采样器测量结果的不确定度评估

烟尘采样器测量结果的不确定度评估作者:马芬方舟来源:《中国科技博览》2018年第06期[摘要]烟尘采样器应用于多种领域,烟尘采样器流量的准确可靠,直接影响着烟尘浓度的计算。
本人结合多年工作经验,对烟尘采样器测量结果的不确定度评估的各项情况进行了论述。
[关键词]烟尘采样器;测量结果;不确定度;评估中图分类号:S253 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)06-0035-01引言烟尘采样器可以根据各种传感器检测到的静压、动压、温度及含湿量等参数,自动计算出烟气流速和等速跟踪流量。
市面上,大多数烟尘采样器应用皮托管平行采样法采集固定污染源排气中的颗粒物,烟尘采样器流量的准确可靠,直接影响着烟尘浓度的计算,为了更好地进行检定工作,保证环境污染治理工程监测效果等工作的顺利进行,需要准确可靠科学的计量器具。
1 烟尘采样器工作原理1.1 颗粒物等速采样原理测试仪根据各种传感器检测到的静压、动压、温度及含湿量等参数,自动计算出烟气流速和等速跟踪流量。
测控系统将该流量与流量传感器检测到的流量相比较,计算出相应的控制信号,由该信号控制电路做出调整,使抽气泵的流量发生变化,最终使测试仪的实际流量与计算的采样流量相等,实现测试仪的等速采样。
1.2 空气过剩系数测量原理测试仪检测出O2的浓度,根据检测到的O2浓度,换算出空气过剩系数α。
1.3 含湿量测量原理微处理器控制传感器采集湿球、干球表面温度以及通过湿球表面的压力,结合大气压,同时根据湿球表面温度自动查出该温度下的饱和水蒸气压力,计算出烟气含湿量。
1.4 气体浓度测量原理抽取含有特定气体的烟气,进行除尘、脱水处理后通过电化学传感器,发生电化学反应,传感器输出的电流大小在一定条件下与气体的浓度成正比,所以通过测量传感器输出的电流即可计算出气体的瞬时浓度;同时根据检测到的烟气排放等参数计算出气体的排放量。
2 当前烟尘采样器存在的问题烟尘采样器是用于测量烟道、烟囱及一般含尘管道中气体的粉尘浓度的仪器,将烟尘采样管由采样孔放入烟道中,将采样嘴置于测点上,正对气流方向,按等速采样要求抽取一定量的含尘气体,根据滤筒捕集的烟尘重量以及抽取的气体体积,计算颗粒物的排放浓度及排放总量。
烟尘采样参考

烟气过滤器烟气过滤器在测量气体组分时用于去除烟气中的烟尘和水分。
其结构如图3.8所示。
⑴ ⑶⑵ ⑷图3.8 烟气过滤器结构图⑴预过滤器(玻璃砂芯)⑵接烟气枪后相连的进气管⑶出气管,接转子流量计⑷过滤器主体湿度检测器TH-880Ⅳ的湿度测量是通过湿度检测器与主机相连接配合完成的。
湿度检测器是由含湿量传感器与含湿量采样器组成。
湿度检测器和含湿量传感器的结构见图3.9和图3.10。
⑴⑵⑶⑷⑴含湿量采样管⑵储水罐 (放入略少于1/3罐高的纯净水))⑶含湿量传感器⑷传感器信号电缆线图3.9 湿度检测器⑴⑵⑶⑷⑸图3.10 含湿量传感器及分解图⑴传感器信号电缆线⑵湿烟气出口,用软管连接主机气体洗涤器入口⑶吸水性良好的纱布⑷密封圈⑸储水罐(放入略少于1/3罐高的纯净水)注意:仪器进行烟尘采样时,将含湿量传感器从仪器上取下,以提高含湿量传感器的使用寿命。
气体洗涤器和硅胶干燥器气体洗涤器和硅胶干燥器是用于去除烟气中的SO2和水分的。
警告:气体洗涤器中所盛双氧水应位于两红线之间!图3.7 气体洗涤器和硅胶干燥器更换滤清器烟尘采样时,在硅胶干燥器出口和主机烟气进口(主机面板干燥塔处)直接应加接此部件,其目的是除去来自硅胶干燥器中的粉末,保护烟尘采样泵。
连接时候应注意箭头所指方向(箭头方向应与烟气流动方向一致)。
如图4.2所示。
使用时,若发现其明显变黑,表明其内沉积的烟尘或粉末太多,应及时更换,否则影响使用效果。
图6.2 滤清器结构示意图6.1.4 更换硅胶干燥器中的硅胶硅胶干燥器中应为蓝色的硅胶,若有2/3以上变为粉红色则应更换,如图6.3所示。
仪器工作完毕后将密封盖盖严,以防止硅胶受潮变色。
图6.3 变色硅胶的更换示意图3.2.1.5 烟尘采样嘴为了配合不同的烟气流量,TH-880Ⅳ配置了不同直径的采样嘴(分别为Φ4、Φ5、Φ6、Φ7、Φ8、Φ10、Φ12、Φ14),各种类型的采样嘴详见图3.11。
图3.11 烟尘采样嘴3.2.1.6 烟尘采样器⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑴图3.12 烟尘采样器结构图⑴烟尘采样管烟气入口⑵皮托管检测入口⑶烟尘采样管⑷护手套(可前后移动并固定)⑸烟尘采样器烟气出口⑹烟温测量电缆接口⑺皮托管检测出口⑻把手图3.13 烟尘采样器出口端部件示意图⑴烟尘采样器烟气出口(用ф10×15的硅胶管与主机气体洗涤器的入口相连)⑵烟温测量电缆接口(用烟温变送器与主机上的烟温接口相连)⑶、⑷烟气压力检测出口(用ф4×7的硅胶管与主机“动压+、-”端口相连)⑸把手⑹ ⑸ ⑷ ⑶ ⑵⑴⑵⑶⑷⑸图3.14 烟尘采样探头⑴压差检测(+),用于测量烟气动压⑵烟尘采样器入口⑶压差检测(-),用于测量烟气静压⑷测温热电偶⑸烟尘收集滤筒密封螺帽⑹烟尘收集滤筒箱烟尘采样注意事项检查气体洗涤器中双氧水和硅胶干燥器中硅胶是否有效。
污染源监测:烟尘浓度测定

烟尘浓度测定
抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置(如滤筒), 根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积可计算烟尘的浓度。
1、采样类型
一、采样
移动采样:用捕集器在采样点上移动采样,各点采样时间相同,计算平均烟 尘浓度。这是目前普遍使用的方法。
定点采样:在每个采样点采集一个样品,求出断面上平均浓度。
3、计算出烟尘浓度ρ
移动采样时: 定点采样时:
G 10 6
Vnd
1v1S1 2v2S2 nvnSn
v1S1 v2S2 vnSn
式中: ——烟气中烟尘平均浓度,mg/m3; v1, v2、,…, vn——各采样点烟气流速,m/s; ρ1, ρ2, …,ρn——各采样点烟气中烟尘浓度,mg/m3; S1 , S2 , …, Sn——各采样点所代表的截面积,m2。
不同等速采样法的适用条件
普通采样管法(预测流速法)
✓ 先测出各采样点的烟气温度、压力、含湿量;再计算烟气流速与流 量;然后结合所选用的采样嘴直径,计算出等速采样条件下各点所 需要的流量采样,最后按照该流量在各测点采样。
皮托管平行测速采样法
✓ 将采样管、S型皮托管和热电偶温度计 固定在一起,3个测头同时插入同一测 点,根据预先测得的静压、水分含量和 当时测点动压、温度等参数,计算等速 采样流量,并及时调整采样。
二、烟尘浓度计算
1、计算出采样管采样前后重量之差G 2、计算出标准状态下是采样体r t M sd (273 tr )
式中: Vnd——标准状态下干烟气体积,L; Q'——采样流量,L/min; Msd——干烟气气体相对分子质量,㎏/kmol; tr——转子流量计前气体温度,℃; t——采样时间,min。
✓ 用于低含尘浓度的排放源,对高含尘浓度及粘 结性强的尘粒受到限制。
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. . 烟尘采样器测量方法和原理
一,测量方法和原理 主流的烟气分析仪大多采用电化学和非分光红外的测试原理。电化学的仪器已经由进口仪器转变为以国产仪器为主,但高端的应用仪器仍然是以德图或凯恩为代表的进口仪器为主;红外的仪器近年来随着自主知识产权的红外技术在国内逐渐推广,也开始了批量国产化,并小型化,最终实现在便携烟气分析仪中的应用。
2.1电化学测试原理 电化学测试方法又称为定电位电解法,是国家对二氧化硫的标准测定方法之一。(HJ/T57-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法》)。 二氧化硫(SO2)扩散通过传感器渗透膜,进入电解层,在恒电位工作电极上发生氧化反应;由此产生极限扩散电流,在一定范围内,其电流大小与二氧化硫浓度成正比。 电化学传感器还可广泛应用于一氧化氮、氯化氢、硫化氢等气体的测定。由于传感器的制作对工艺和材料的特殊要求,目前仍然主要依赖进口。 2.2非分光红外测试原理 . . 非分光红外气体测试方法已经广泛应用于工业过程和环境监测等领域。其核心部件红外传感器根据应用特点的不同,又可分为
双光束、微流、微音器等不同类型。固定污染源监测系统中大量使用的是微流红外传感器,可实现对二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等主要污染物的测定。近年来,环保等相关部门也开始着手非分散红外测定方法的标准制定,以规范测试方法的应用。 微流红外传感器技术的工作原理为:红外光源①发出的红外光,经过切光器②调制频率后,进入测量气室④;由于二氧化硫等异种原子构成的分子对红外光具有吸收特性,若测量气室④中存在上述气体,则进入测量气室的部分红外光会被吸收,未被吸收的红外光进入检测器⑤。检测器⑤由前气室、后气室、微流传感器⑥组成,前、后气室充满待测组分的气体。在红外光的作用下,检测器前、后气室中的气体发生膨胀;由于存在膨胀差异,会导致前、后气室之间产生微小的流量;微流传感器⑥检测到该流量后,产生交流电压信号,信号经处理后得到气体的浓度。
3电化学分析仪的应用分析 电化学分析仪具有小型、轻便、快捷等优点,在我国应用较多。但国内传感器制作技术有限,大部分仍需进口传感器,使用成本较大。实际使用中电化学仪器还会普遍存在取样流量、气体交叉干扰以及前处理等方面的问题。 3.1取样流量对电化学仪器的影响 采用电化学传感器设计的烟气分析仪,不论是国产仪器,还是国外进口仪器,在使用过程中经常碰到“测不准”问题,即在实验室测试标准气体是好的,到了现场却测不准。这是因为,电化学传感器对流速的变化极为敏感。通常电化学类烟气分析仪的测试读数与采气流速呈“正相关”。 . . HJ/T57-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法》标准特别强调:“采气流速的变化直接影响仪器的测试读数”。
国家环境监测总站《火力发电业建设项目竣工环境保护验收监测技术规范》中也写道:“定电位电解法监测仪器对采样流量要求甚严,监测数据的显示与采样流量的变化成正比,当仪器采样流量减小时(例如烟道负压大于仪器抗负压能力),监测数据明显变小。在使用时为了减少测定误差,仪器的工作流量应与标定(校准)时的流量相等”。 而烟道内烟气,既有正压工况的,也有负压工况的,甚至存在压力忽大忽小的变化工况。极端情况下,有些烟道还存在很大的负压(如宝钢烧结机头负压=20kPa)。针对大多数烟道负压的情况居多,很多电化学烟气分析仪配置了大功率的取样气泵。这一措施仅能避免抽不出气的问题,仍然改变不了“负压降低采气流速”的问题。因此,不管你是大功率泵,还是小功率泵,只要烟道有负压,检测示值一定偏低。换句话说,只要你现场采气流速不等于实验室标定流速,测试示值肯定不准。 而现场测试过程中,流速对测量结果的影响往往难以暴露,只有当测试数据明显偏离时才会引起注意。所以对仪器操作人员提出了较高的要求,必须严格控制仪器标定和采样的流量,尽量保持一致。 3.2气体交叉干扰对电化学仪器的影响 电化学传感器通过设置不同的电极电位,使得传感器对应某一特定气体敏感,从而达到测定的目的。但对于电极电位相似的气体,会产生交叉干扰。 提供电化学传感器的城市科技公司也明确给出了气体交叉干扰的参考数据: 单位:(%) . . 干扰
气 传感器
SO2 NO NO2 CO H2S
SO2 100 0 -120 <3 0 NO <5 100 -20 0 <35 表1电化学传感器的交叉干扰参考数据 实际的应用中,燃油炉、燃气炉、水泥厂的监测过程中会出现SO2、NO测定值明显偏低或检测无的情况,主要是因为排放烟气中NO2的干扰原因。而在测定锅炉、水泥窑、烧结机烟气时,往往会出现SO2测定值明显偏大的情况,主要是因为排放烟气中CO的干扰原因。 虽然这些气体的交叉干扰已知,但由于干扰值的非线性和非重复性,电化学仪器也无法对干扰值进行有效补偿。所以当监测数据异常时,还必须选用其他测试方法重新测试。 3.3预处理对电化学仪器的影响 电化学仪器的前处理普遍比较简单,主要由取样探针、取样管和过滤器组成。 一般在不采用湿法脱硫的烟道气的含湿量不超过3%,而采用湿法脱硫后的烟气含湿量往往大于5%,如果脱硫设备脱水不好,烟. . 气含湿量可高达12%。高含湿量的烟气进入取样管路后,由于温度下降超过露点温度,取样管路将产生冷凝水,并会吸收一部分烟气
中的SO2,导致进入传感器的SO2浓度降低,造成监测结果出现负偏差甚至无。 也有少数高端的电化学仪器采用了加热探针、伴热管路以及冷凝除水的前处理系统来避免冷凝水对SO2的影响,但成本过高,不利于推广。 长期使用仪器后,由于烟气湿度的影响,在电化学传感器的渗透膜表面会形成结露水;结露水会影响气体分子的渗透,从而导致测量结果偏低,甚至测试不到目标污染物。所以电化学仪器每次使用前应抽取一段时间干燥清洁的空气吹扫传感器,以保证测量准确。 此外,电化学传感器使用寿命有限,在超过量程测试时还容易出现“中毒”现象,导致传感器失效。基于这些原因,便携电化学烟气分析仪的使用范围受到了一定的限制,尤其在类似背景气体复杂、高湿低浓度的测试条件下,已经不能满足监测或比对的要求。
4红外分析仪的应用分析 红外原理的气体分析仪在污染源监测系统上的广泛应用,已经替代了电化学原理的仪器。随着国内自主知识产权的红外技术的开发成功,使得便携式红外烟气分析仪的普及成为了必然的趋势。 红外分析仪具有抗干扰能力强、受流量影响小、寿命长等特点,克服了电化学分析仪在应用中出现的问题。但在实际中还需要考虑以下因素的影响。 . . 4.1水分对红外仪器的影响
由于烟气排放中的水分,尤其是气态水是影响二氧化硫和氮氧化物测定的主要干扰物(参考图3SO2、NO、H2O红外吸收光谱图),直接影响了仪器的测量精度。这也是为什么部分红外气体分析仪在实验室条件下使用标准气检定时合格,在现场测试却达不到要求的主要原因。 虽然便携红外分析仪大多采用了加热取样、冷干脱水的预处理方法,以防止水分冷凝和气态水分干扰。但事实上烟气中的水分无法完全去除,而且由于排放工况的变化和冷凝效率的原因,冷凝器的出口露点往往也存在波动。在高湿低浓度条件下,水分的干扰甚至超过了仪器本身的测量误差,干扰误差尤为明显。 消除水分干扰误差的方法通常有两种:一是采用脱水装置,二是设置水分传感器并进行软件补偿。 采用脱水装置的方法有采用高效干燥剂如无水高氯酸镁,或者采用NAFION膜式干燥管。其主要问题在于需要经常更换,人为增加了运行维护成本。仪器生产厂家也有可能在检定时使用脱水装置,但是在运行时为减少运行费用不采用该装置,造成实际运行中的性能改变,导致仪器监测数据不确定度增加。 采用水分传感器和软件补偿的方法一般只修正零点的水分干扰,且低端的分辨率较低。对于同时含水和含SO2,NO的气体的修正精度很差。此外对于NO分析仪,由于在相同的气室长度下,NO的分辨率低于H2O的分辨率,采用水分传感器修正的方法对NO测定会造成很大的系统误差。 最新的测试技术是在在传统微流红外传感器的基础上增加了特殊调水机构。它是通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传. . 感器,通过调节调水机构,使得含有非冷凝水的气体与零气的信号一致,通过硬件调节及软件线性修正,可最大限度消除H2O(气)
对SO2、NO的干扰。进一步实验结果还表明,通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除,干扰的程度可控制在5ppm以内。 为满足类似高湿低浓度的测试条件,便携红外烟气分析仪应最大限度降低水分(气)干扰的影响,以提高实际测试精度。 4.2HC化合物对红外仪器的影响 除了水分干扰以外,碳氢化合物,如焦化厂排放的气态污染物中存在未燃尽的CH4、C2H6、C2H4等对于SO2的测量结果会存在很大干扰。 针对可能对SO2测定产生的干扰,在红外微流传感器的前端设置可专门吸收HC波长的气体吸收过滤室,最大限度消除大部分HC化合物对SO2测量结果的影响。 在排放的碳氢化合物组成复杂的特殊条件下,如果需要完全消除HC对SO2的影响,还可以考虑在烟气流路中增加HC物理化学过滤器,以保证实际测试的精度。 4.3测试分辨率对红外仪器的影响 随着污染物治理的加强,大量脱硫、脱硝装置得以应用,污染物实际的排放浓度也越来越小。这对便携红外烟气分析仪的测试分辨率也提出了更高的要求。 很多仪器为提高零点稳定性,会采用不同的算法,以保证减小零点的波动;还有如前所述,为了补偿水分的干扰影响,也会采