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CEMS煙氣在線分析儀測(cè)量原理計(jì)經(jīng)典應(yīng)用
閱讀：796 發(fā)布時(shí)間：2023-2-1
煙氣連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測(cè)量、皮托管煙氣流速測(cè)量及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。同時(shí)又針對(duì)國(guó)內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)。并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型，提供專業(yè)的中文操作平臺(tái)及中文報(bào)表功能、多組模擬量及開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運(yùn)行方便靈活。
目前已安裝的CEMS包含了各種原理和測(cè)量方式，例如，氣體污染物CEMS采樣方式涉及抽取系統(tǒng)、稀釋抽取系統(tǒng)和直接測(cè)量法。測(cè)量原理涉及紅外光譜法、紫外光譜法、化學(xué)發(fā)光法。顆粒物CEMS涉及不透明度（濁度）法、散射法、閃爍法等。流速測(cè)量原理主要有皮托管、超聲波、熱傳感器等。用鉑電阻或熱電偶溫度計(jì)測(cè)量煙氣溫度。煙氣含氧量是一項(xiàng)十分重要的參數(shù)，主要測(cè)量方法為氧化鋯法、順磁技術(shù)（磁風(fēng)、磁力矩和磁壓）及電化學(xué)法測(cè)量。
1、氣態(tài)污染系統(tǒng)
氣體污染物CEMS采樣方式主要有抽取系統(tǒng)、稀釋抽取系統(tǒng)和直接測(cè)量法。
經(jīng)典應(yīng)用
抽取系統(tǒng)是采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來(lái)，并經(jīng)過(guò)伴熱傳輸，使煙氣在傳輸中不發(fā)生冷凝，煙氣傳輸?shù)綗煔夥治鰴C(jī)柜后進(jìn)行除塵、除濕等處理后進(jìn)入煙氣分析儀進(jìn)行分析檢測(cè)。
抽取系統(tǒng)分析儀采用的分析原理主要是紅外光譜吸收原理和紫外光譜吸收原理（紫外線分析原理應(yīng)用最為廣泛），它利用污染物分子的特征吸收波長(zhǎng)，能夠區(qū)分不同種類的污染物（例如，SO2吸收280~320nm、NO吸收195~225nm、350~450nm的紫外光）。
2、顆粒物測(cè)量系統(tǒng)
顆粒物CEMS主要原理有：濁度儀和光散射檢測(cè)儀。
經(jīng)典應(yīng)用
光散射檢測(cè)儀原理是光射向顆粒物時(shí)，顆粒物能夠吸收和散射光，使光偏離它的入射路徑。散射光的強(qiáng)度與觀測(cè)角，顆粒物的粒徑，顆粒物的折射率和形狀，以及入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。光散射分析儀是在于設(shè)定偏離入光射的一定角度測(cè)量散射光的強(qiáng)度。向所有方向散射光的強(qiáng)度與顆粒物的粒徑分布和形狀有關(guān)。同樣，水滴對(duì)儀器測(cè)量也有影響，也需要用手工比對(duì)的方法對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
3、含氧量測(cè)量系統(tǒng)
測(cè)量煙氣污染物排放必須測(cè)量氧氣實(shí)際濃度，以便能夠?qū)⑴欧艥舛日鬯?。氧的測(cè)量方法主要有：氧化鋯分析儀、順磁氧分析儀、化學(xué)電池。
氧化鋯氧量分析儀通常有直接測(cè)量法，即測(cè)量探頭在煙道中。還有煙道抽取式，即采樣探頭插入煙道，測(cè)量池安裝在煙道上離煙道一定距離的分析一中（需要樣品輸送管路）。
氧化鋯分析儀測(cè)量O2依據(jù)的原理：在電解質(zhì)中，由于化學(xué)電位不同，電流將在電解質(zhì)或含有不同濃度的化合物種類的氣體之間流動(dòng)。典型的測(cè)量池中，ZrO2作為電解質(zhì)和高溫催化劑，產(chǎn)生氧離子。池的兩側(cè)，焙燒上一層鉑，形成煙氣一側(cè)的電極和與含有O2參考?xì)怏w（通常為空氣）接觸的參考電極。池的溫度必須加熱到約600℃。
氧化鋯分析儀可以非常精準(zhǔn)和可靠地測(cè)量O2。低成本但要得到較高精度需要長(zhǎng)維護(hù)。測(cè)量的是濕基氧的濃度，計(jì)算干基濃度時(shí)，還必須測(cè)量煙氣濕度。
順磁氧分析儀是利用氧氣的順磁性測(cè)量O2。
化學(xué)電池原理測(cè)量氧含量是利用電化學(xué)燃料電池產(chǎn)生的電流正比于樣品中的含氧量。電化學(xué)染料電池的交叉敏感性小，傳感器的使用壽命大約6~18個(gè)月，平均壽命12個(gè)月。一般情況下該類型的傳感器用于便攜式氧分析儀，是理想的便攜式儀器。目前已經(jīng)將O2電化學(xué)燃料傳感器用于煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，和前述儀器組成連續(xù)分析儀。
4、流速測(cè)量系統(tǒng)
測(cè)量煙道或管道流速的測(cè)量方法有：皮托管差壓法、熱傳感系統(tǒng)、超聲波流速檢測(cè)。
經(jīng)典應(yīng)用
S型皮托管由兩根小管組成，一根管面對(duì)氣體流動(dòng)的方向，測(cè)量氣體的沖擊壓力或動(dòng)壓，為了準(zhǔn)確地測(cè)量體積流量，還必須測(cè)量煙氣的溫度、壓力。定期用壓縮空氣反吹能夠克服顆粒物和水滴引起探頭的堵塞或結(jié)垢的問(wèn)題。S型皮托管準(zhǔn)確測(cè)量低壓差均比較困難，實(shí)際測(cè)量最小壓差約為5pa，能夠測(cè)量的低流速為2~3m/s。
5、煙氣濕度測(cè)量系統(tǒng)
由于我國(guó)在計(jì)量污染物濃度和排放量時(shí)，實(shí)行的是標(biāo)準(zhǔn)干煙態(tài)下的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)于流量、顆粒物濃度、SO2濃度、Nox濃度、O2濃度等數(shù)據(jù)需要根據(jù)測(cè)量的煙氣濕度進(jìn)行干煙態(tài)的修正。
煙氣濕度的測(cè)量主要有直接測(cè)量和干濕氧法。
直接測(cè)量法：采用電容式傳感器，探頭直接插入煙道中，探頭周圍采用特制的過(guò)濾器進(jìn)行保護(hù)。
干濕氧法：通常利用插入式氧化鋯探頭直接測(cè)量煙道中的濕態(tài)氧含量，利用利用抽取法將煙氣抽取后降溫除濕，測(cè)量出干態(tài)氧含量，經(jīng)計(jì)算后得出煙氣濕度。