烟尘烟气连续自动监测系统运行管理培训教材-第二章.pptVIP

1 第二章 稀释式 CEMS 本章主要内容 2.1 稀释采样系统 2.2 分析系统 2.3 分析系统 重点与难点 重点： 稀释抽取式CEMS的基本构成及特点、稀释抽取 式CEMS所采用分析仪的基本分析原理。 难点： 稀释抽取式CEMS的基本构成、稀释原理及分析 原理。 稀释式 CEMS 稀释抽取式系统在采样探头顶部，通过一个音速小孔进行采样，并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释，然后将稀释后的样气送人分析仪进行分析分(析流程见右图2-1)。由于样品气进入分析仪之前未经除湿，因此稀释抽取式CEMS的测量结果为湿基浓度。 2.1 稀释采样系统 2.1.1 稀释比 2.1.1.1 稀释比计算公式 稀释比=(Q1+Q2)／Q2 Q1是稀释气流量(升／分)，其值可以由操作者调节，稀释比可以在一定范围内改变。将经稀释的样品(Q1+Q2)经采样管线送至烟气检测仪。 2.1.1.2 计算确定稀释比 采样系统的稀释比必须满足两个标准： 第一个标准使用的监测仪的测量范围应与实际抽取的样品 的预计的浓度(稀释后)一致。例如，预计烟气中SO2最大 浓度为560mg／L。SO2监测仪的测量范围为o～10mg。 因此稀释比为560/10=56/1。稀释比应保证在最低环境温 度下采样管线不会结露。 第二个标准应取得以下系统参数：最低环境温度；实际烟 气的水蒸气百分数含量最大值。 计算确定稀释比 按表2-1找出最低温度，并读出相应烟气的实际水蒸气百 分含量。 例：给出以下参数 a．最低环境温度如5℃； b．实际烟气的水蒸气最大百分含量为24％。 5℃，1×10000Pa时水蒸气百分含量为24/0.396(假设稀释管线的压力)。计算出最小稀释比为24／0.396—61:1。应选择标准1和标准2得到的最大稀释比以满足分析仪。 各种临界小孔的平均稀释比由表2-2给出。 2.1.2 稀释原理 音速临界小孔采取耐热玻璃和陶瓷材质，小孔前端由石英过滤棉过滤，并经过陶瓷孔板到达小孔。小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46倍以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而只取决于气体分子流经小孔时的震动速度，即：产生恒流。 实验室的实验表明：当稀释探头的真空度大于13inHg(约合44kPa)时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恒流条件。 2.1.3 采样探头 2.1.3.1 烟道内稀释探头 烟道内稀释探头采样流量通常为0.1L／min，而直接抽取式探 采样流量大约3.5L／min，因此稀释法探头过滤器堵塞的压力较小。 为保证恒定的稀释比，采样探头使用音速小孔。当系统能够满 足设定的最小真空度要求时，音速小孔两端的压差将大于0.46倍， 此时通过音速小孑L的气体流量将是恒定的，温度压力的变化将不 会影响稀释比。根据试验研究，烟道内压力变化87mm水柱影响浓 度变化1％；温度变化28c影响浓度变化1％。 理论上，临界小孔的下游绝对压力与上游绝对压力之比小于或 等于0.53时会产生临界流速，通过小孔的体积流量与上下流压力无 关，只由气体速度决定，接近声速。 烟道内稀释探头 烟道内稀释探头完全暴露在烟气中的部分，需选用耐热耐蚀的铝铬镍合金In—conel600，镍基铝合金Hastelloy C276或不锈钢304pyrex玻璃等材料，以避免探头在烟气中被腐蚀。临界小孔由硼硅酸盐耐热玻璃制成，最高工作温度可达750oF(约399℃)。 小孔的前部装有一个由高纯度石英纤维制成的精细过滤器(图2-2)，过滤器被包裹以防过滤材料开缝。探头的取样动力来自文丘里管，一定体积的压缩空气(一般是每分钟3～7I。)通过尖喷嘴吹进文丘里管，造成真空。 2.1.3.2 烟道外稀释探头 烟道外稀释探头(图2-3)工作原理与烟道内稀释探头相似，均采用临界小孔。不同之处在于，烟道外稀释探头将临界小孔、文丘里管都设计在烟道外，同时增加了旁路抽气泵(另外一个更大的文丘里管)，旁路抽气泵将烟气以1.5～5L/min的流量吸入到样气室，然后由主文丘里管吸入临界小孔，完成稀释采样。 2.1.4 采样管线 稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成，其中两根分别用于往采样探头输送校准气和稀释空气，一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品，另一根