便携式烟气分析仪的应用现状与问题资料.docVIP

便携式烟气分析仪的应用现状与问题 王立前 （云南省环境监测中心站，昆明650034） 摘要：在炉窑的排气监测中，仪器法已逐步取代传统的手工采样+实验室分析的方法，本文针对目前常见的便携式烟气分析仪，综述了定电位电解法、红外法、紫外法和电导率法等仪器分析的原理、特点、不足和在实际应用过程存在的问题。并从提高烟气分析质量入手，对如何正确操作提出了相关建议。 关键词：烟气；分析；方法；现状；问题 1引言 便携式烟气分析仪包括烟气测试仪及与烟尘（气）测试仪一体机，它是利用传感器分析测量SO2、CO、NO、NO2、H2S等气态污染物和O2、CO2等燃烧参数烟气组分含量的设备，主要用于各种锅炉、炉窑烟尘(气)的排放浓度/总量及设备除尘脱硫脱硝效率的测定。仪器分为便携和自动在线两类。便携仪器广泛应用于火电厂、采暖锅炉、焚烧炉、各种工业炉窑、发动机及其它工业过程中产生气体的烟气监测，且是CEMS的参比仪器及实验室的气体分析仪器。而自动在线类仪器是安装在固定源对污染物作长期、连续在线的监测。本文所讨论的是便携式直读烟气分析仪。 1 常见的便携式烟气分析仪的种类 1.1 定电位电解法 仪器的核心部件是气体分析电化学传感器，当待测气体介质进入传感器气室，通过渗透膜进入电解槽，使在电解液中被扩散吸收的待测物在规定的氧化电位下进行定电位电解，根据电解电流求出待测物浓度，当工作电极达到规定的电位时，被电解质吸收的待测物发生氧化反应，产生电解电流，在一定范围内其大小与待测物浓度成正比。由于定电位电解法测试仪具有小型、轻便和快捷等优点，是我国应用最多的烟气分析仪。但测试仪中的电化学传感器国产不过关（主要是精度、寿命、设计、工艺水平和规格等不能满足测试要求），目前主要还是采用进口传感器。此类仪器具有价格低和操作方便等特点，国产品牌主要有青岛崂应的3022（图1）、青岛电子仪器总厂、青岛雷博和武汉天虹等公司的产品，国外品牌主要有德国德图（图2）和英国凯恩等。 图1 崂应3022烟气综合分析仪 图2 德国testo350加强型烟气分析仪 作者简介：王立前（1956～）、男、汉族、云南省昆明市人、高级工程师、从事环境监测与环境监测管理。 1.2 红外法 红外法包括非分散红外法和傅里叶红外法，其的工作原理是利用不同气体对红外波长的电磁波能量具有选择性吸收的原理而进行气体成分和含量分析。如在红外区域的7.3μm、5.3μm和4.72μm处，利用SO2、NO和CO具有选择性吸收来进行浓度测量，当一束恒定的红外光通过含有待测气体的介质时，被该气体吸收，光通量被衰减，测出衰减速光能量，即可求出待测气体的浓度。其中NOx的测量是先将样气通过NO2-NO转化器将NO2转化为NO进行检测。测量时应注重影响测量精度的干扰因素，应除去待测样品中二氧化碳气体和水蒸气。这种仪器的特点是稳定性好、测量精度高、抗干扰强和可长时间使用。直接测量二氧化硫的浓度，对样品气体加热保温、多级除尘、多级除湿，方法不会受排气取样流量的影响，但样品气体输送距离不能太长，否则影响测量精度。作为烟气监测的更新换代高端产品，国产品牌主要有雪迪龙MODEL3080（图3）、武汉天虹TH890B（图4）、武汉四方Gasboard-3800P和青岛崂应3026型等，国外有日本HORIB、德国IMR、test和芬兰Gasmet等。其中芬兰的Gasmet由于价格高达百万，国内用户不是很多。 图3 MODEL3080便携式红外烟气分析仪 图4 TH890B便携式红外在线烟气分析仪 1.3 紫外吸收法 紫外吸收法即紫外荧光法，对二氧化硫的测量原理是：当220nm的紫外光照射到二氧化硫气体后，二氧化硫分子吸收紫外光的能量受激发从高能级返回基态时发出荧光，荧光强度的大小反映出二氧化硫的浓度。当220nm的紫外光强恒定时，通过测量荧光强度的大小即可求出被测气体介质中二氧化硫的含量。这种方法可长距离输送气体介质，不用加热保温，易于维护治理，技术要点是如何保证220nm的紫外光强恒定。与传统的电化学方法比较，具备无信号衰减、无传感器寿命限制、无气体交叉干扰和维护方便等特点。使用时应防止微尘堵塞以及衡释比发生变化。在用的主要品牌有青岛崂应的3023型（图5）、青岛雷博3040和青岛电子仪器总厂等公司的产品。 图5 崂应3023型紫外差分烟气综合分析仪 1.4 电导率法 电导率法主要用于烟气中SO2浓度测试，其原理是利用溶液在温度恒定时，有与其浓度相对应的电导率。电导率法测试仪所用溶液为硫酸酸性双氧水溶液