CEMS烟(yan)气在线(xian)分析(xi)仪(yi)测(ce)量(liang)原(yuan)理计经典(dian)应(ying)用

　　烟气(qi)连续(xu)在线(xian)监测系(xi)统运用(yong)抽(chou)取(qu)冷(leng)凝采(cai)样(yang)、后散(san)射(she)烟尘浓度测量(liang)、皮(pi)托管(guan)烟(yan)气(qi)流速(su)测(ce)量(liang)及(ji)计(ji)算(suan)机(ji)网(wang)络通(tong)讯(xun)技术(shu)，实现了固定污(wu)染源(yuan)污染物(wu)排放(fang)浓(nong)度和排(pai)放(fang)总量的在线(xian)连续监(jian)测(ce)。同(tong)时又针(zhen)对国内(nei)煤(mei)种(zhong)较杂(za)、煤(mei)质(zhi)变(bian)化(hua)大、污(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放(fang)浓(nong)度高(gao)、烟(yan)气(qi)湿度大(da)的状况(kuang)从(cong)技(ji)术(shu)上进(jin)行(xing)了改(gai)进(jin)。并(bing)按照(zhao)国(guo)家(jia)标(biao)准设计(ji)定型(xing)，提(ti)供专(zhuan)业(ye)的(de)中文(wen)操作(zuo)平(ping)台(tai)及(ji)中(zhong)文(wen)报(bao)表(biao)功(gong)能(neng)、多组模拟(ni)量(liang)及开关量(liang)输入输(shu)出接口(kou)，可实现现(xian)场(chang)总线(xian)的(de)连接(jie)以及多(duo)种通讯方(fang)法(fa)的(de)选(xuan)用(yong)，使(shi)系(xi)统(tong)运(yun)行方(fang)便灵活。

　　目(mu)前(qian)已安(an)装的(de)CEMS包含(han)了(le)各(ge)种(zhong)原(yuan)理和测(ce)量(liang)方(fang)式(shi)，例如(ru)，气(qi)体(ti)污染物CEMS采样方式涉(she)及完全(quan)抽取(qu)系(xi)统(tong)、稀(xi)释抽取系统(tong)和(he)直(zhi)接测量法。测(ce)量(liang)原(yuan)理(li)涉及(ji)红(hong)外(wai)光谱法(fa)、紫外光谱(pu)法、化(hua)学发(fa)光法。颗粒物CEMS涉及(ji)不(bu)透明度（浊度(du)）法、散射法、闪(shan)烁(shuo)法(fa)等。流速(su)测量原(yuan)理(li)主(zhu)要有(you)皮托管(guan)、超声波(bo)、热传感(gan)器(qi)等(deng)。用铂电阻或热(re)电偶温度计测量(liang)烟(yan)气(qi)温度。烟(yan)气(qi)含氧(yang)量是一(yi)项十(shi)分(fen)重要的参(can)数，主(zhu)要测量方法为(wei)氧(yang)化锆(gao)法、顺(shun)磁技术(shu)（磁(ci)风、磁力矩(ju)和(he)磁压(ya)）及(ji)电化(hua)学法测量。

　　1、气态(tai)污(wu)染系统(tong)

　　气(qi)体(ti)污(wu)染物CEMS采样(yang)方式主要有完(wan)全(quan)抽取系(xi)统(tong)、稀释抽取(qu)系(xi)统(tong)和(he)直接测量法。

　　经(jing)典(dian)应(ying)用(yong)

　　完(wan)全(quan)抽取系(xi)统(tong)是(shi)采(cai)用(yong)专(zhuan)用(yong)的(de)加热采(cai)样(yang)探(tan)头将(jiang)烟气从烟(yan)道(dao)中(zhong)抽(chou)取(qu)出来，并(bing)经(jing)过(guo)伴(ban)热(re)传(chuan)输，使(shi)烟气在传(chuan)输(shu)中(zhong)不(bu)发生冷(leng)凝，烟(yan)气(qi)传输到烟气分(fen)析(xi)机(ji)柜后(hou)进行除尘、除(chu)湿等(deng)处理(li)后(hou)进入(ru)烟气分(fen)析仪(yi)进(jin)行(xing)分(fen)析(xi)检(jian)测(ce)。

　　完(wan)全抽(chou)取系统(tong)分(fen)析仪采用的分析(xi)原理主(zhu)要(yao)是红外光(guang)谱(pu)吸收(shou)原理和(he)紫外光(guang)谱吸(xi)收(shou)原(yuan)理(li)（紫(zi)外线(xian)分(fen)析(xi)原理(li)应用(yong)最为(wei)广泛），它(ta)利(li)用(yong)污染物(wu)分子的特(te)征吸收波(bo)长(zhang)，能(neng)够区分(fen)不(bu)同种(zhong)类(lei)的污(wu)染(ran)物（例(li)如(ru)，SO2吸收(shou)280~320nm、NO吸(xi)收195~225nm、350~450nm的(de)紫外光）。

　　2、颗(ke)粒(li)物测量系统(tong)

　　颗粒(li)物(wu)CEMS主(zhu)要原(yuan)理(li)有：浊度(du)仪和(he)光散射(she)检测仪。

　　经(jing)典应(ying)用

　　光(guang)散(san)射(she)检测仪原(yuan)理是(shi)光(guang)射向(xiang)颗(ke)粒物(wu)时，颗粒(li)物(wu)能(neng)够吸(xi)收(shou)和散(san)射光(guang)，使(shi)光偏(pian)离它的(de)入(ru)射(she)路径。散射光(guang)的(de)强度(du)与观测角，颗(ke)粒(li)物(wu)的(de)粒径，颗粒物的(de)折(zhe)射(she)率(lv)和(he)形状(zhuang)，以及入(ru)射(she)光的(de)波(bo)长有(you)关。光(guang)散射分(fen)析(xi)仪(yi)是在于(yu)设定偏离入(ru)光(guang)射的(de)一定(ding)角度测(ce)量散射(she)光的强度。向所(suo)有(you)方(fang)向(xiang)散射(she)光(guang)的(de)强度与(yu)颗(ke)粒物的(de)粒径(jing)分(fen)布和(he)形状有(you)关(guan)。同(tong)样(yang)，水滴对(dui)仪(yi)器(qi)测(ce)量也有(you)影(ying)响，也(ye)需(xu)要用手工比(bi)对(dui)的方法(fa)对(dui)仪(yi)器进行(xing)校(xiao)准。

　　3、含(han)氧量(liang)测量(liang)系统(tong)

　　测(ce)量(liang)烟气(qi)污(wu)染(ran)物(wu)排放必(bi)须测量氧(yang)气(qi)实际浓度，以(yi)便能(neng)够将排(pai)放浓度折(zhe)算(suan)。氧的(de)测(ce)量(liang)方(fang)法主要有：氧化锆分析仪(yi)、顺磁氧(yang)分析仪、化学电池。

　　氧(yang)化锆(gao)氧(yang)量(liang)分(fen)析仪通常有直接测(ce)量(liang)法，即(ji)测量探(tan)头在(zai)烟道中。还(hai)有(you)烟(yan)道(dao)抽(chou)取(qu)式(shi)，即采(cai)样(yang)探头(tou)插(cha)入烟(yan)道(dao)，测量池(chi)安装(zhuang)在烟(yan)道(dao)上(shang)离(li)烟(yan)道(dao)一定距离的(de)分析一(yi)中（需要样品输送管路）。

　　氧(yang)化锆(gao)分析(xi)仪测(ce)量O2依据(ju)的原(yuan)理(li)：在电(dian)解质中，由于化学(xue)电位(wei)不(bu)同(tong)，电流(liu)将在电(dian)解质或(huo)含(han)有(you)不同浓(nong)度(du)的化合物(wu)种类的气(qi)体(ti)之(zhi)间流动(dong)。典型的测(ce)量池中，ZrO2作(zuo)为(wei)电解(jie)质(zhi)和高温催化剂，产(chan)生氧离子。池的两侧，焙烧上(shang)一(yi)层铂，形(xing)成烟(yan)气一(yi)侧(ce)的(de)电极(ji)和与含有(you)O2参(can)考(kao)气(qi)体(ti)（通(tong)常为空气）接触的参考电(dian)极(ji)。池(chi)的(de)温度(du)必(bi)须(xu)加热(re)到约(yue)600℃。

　　氧(yang)化(hua)锆(gao)分(fen)析仪(yi)可以(yi)非常精准(zhun)和(he)可(ke)靠(kao)地(di)测(ce)量O2。低(di)成(cheng)本(ben)但(dan)要(yao)得(de)到较高(gao)精(jing)度需要长(zhang)维护。测(ce)量的(de)是(shi)湿(shi)基(ji)氧的(de)浓(nong)度(du)，计算(suan)干(gan)基(ji)浓度时，还(hai)必须测量烟(yan)气湿(shi)度。

　　顺(shun)磁氧(yang)分(fen)析(xi)仪是(shi)利用氧气(qi)的(de)顺磁性(xing)测(ce)量(liang)O2。

　　化(hua)学电池原(yuan)理(li)测(ce)量(liang)氧(yang)含(han)量(liang)是利用电化学(xue)燃料(liao)电(dian)池产(chan)生(sheng)的(de)电流正(zheng)比(bi)于(yu)样品中(zhong)的含(han)氧(yang)量(liang)。电化学(xue)染料电(dian)池的(de)交(jiao)叉(cha)敏感性小，传感(gan)器的(de)使(shi)用(yong)寿命大约6~18个(ge)月，平(ping)均(jun)寿(shou)命(ming)12个(ge)月(yue)。一般(ban)情(qing)况下(xia)该类型(xing)的传(chuan)感器用(yong)于(yu)便携式氧分(fen)析仪(yi)，是理想的便携(xie)式(shi)仪(yi)器。目(mu)前(qian)已经将O2电化(hua)学(xue)燃料传(chuan)感器用于烟气(qi)在线监测系统(tong)，和前述仪(yi)器(qi)组成(cheng)连(lian)续(xu)分(fen)析仪(yi)。

　　4、流速测(ce)量(liang)系统(tong)

　　测(ce)量烟(yan)道或管道流速的(de)测(ce)量方(fang)法(fa)有(you)：皮(pi)托(tuo)管差压法(fa)、热传(chuan)感(gan)系统、超声(sheng)波流(liu)速(su)检测(ce)。

　　经典(dian)应用(yong)

　　S型皮托(tuo)管由(you)两(liang)根(gen)小(xiao)管(guan)组成(cheng)，一根(gen)管面(mian)对气(qi)体流(liu)动(dong)的方(fang)向(xiang)，测量(liang)气(qi)体的(de)冲(chong)击压力(li)或动压(ya)，为了(le)准(zhun)确(que)地(di)测量体积流(liu)量(liang)，还(hai)必(bi)须测(ce)量烟气(qi)的(de)温(wen)度、压(ya)力。定(ding)期(qi)用压缩空(kong)气(qi)反吹(chui)能够(gou)克(ke)服颗(ke)粒(li)物和(he)水滴(di)引(yin)起(qi)探(tan)头的堵塞或结(jie)垢的(de)问题(ti)。S型(xing)皮托(tuo)管(guan)准确测量低压差(cha)均比(bi)较困(kun)难(nan)，实(shi)际(ji)测(ce)量最小(xiao)压(ya)差约为5pa，能(neng)够测量(liang)的最低流速为2~3m/s。

　　5、烟气(qi)湿(shi)度(du)测量系(xi)统(tong)

　　由(you)于我国(guo)在(zai)计(ji)量(liang)污(wu)染(ran)物(wu)浓(nong)度和排(pai)放量时，实行(xing)的是标(biao)准干(gan)烟态(tai)下(xia)的(de)计量(liang)标准(zhun)，所以(yi)对(dui)于流(liu)量、颗粒物浓(nong)度(du)、SO2浓度(du)、Nox浓度(du)、O2浓(nong)度(du)等(deng)数(shu)据需要(yao)根据(ju)测(ce)量(liang)的烟(yan)气湿度(du)进行干烟(yan)态(tai)的(de)修正(zheng)。

　　烟(yan)气湿度(du)的测(ce)量(liang)主(zhu)要有直(zhi)接(jie)测量(liang)和干(gan)湿氧法。

　　直接(jie)测量(liang)法(fa)：采(cai)用电(dian)容(rong)式传(chuan)感(gan)器，探头(tou)直(zhi)接插(cha)入(ru)烟(yan)道中，探(tan)头(tou)周(zhou)围(wei)采用特(te)制的过滤器进(jin)行保护。

　　干湿(shi)氧(yang)法：通(tong)常利(li)用(yong)插(cha)入(ru)式氧化锆(gao)探头(tou)直接测(ce)量(liang)烟(yan)道(dao)中的(de)湿态氧(yang)含量，利(li)用完全利用抽(chou)取法将(jiang)烟气抽(chou)取(qu)后(hou)降(jiang)温(wen)除湿(shi)，测量出(chu)干(gan)态氧(yang)含(han)量(liang)，经(jing)计(ji)算后得出烟(yan)气(qi)湿(shi)度。