废气现场监测培训课件

2.2.2 定电位电解法-基本结构
可测量SO2、NO、NO2、
CO、H2S等气体，但这 些气体传感器灵敏度却不 相同，灵敏度从高到低的 顺序是H2S、NO、NO2、 SO2、CO，响应时间一般
为几秒至几十秒，一般小于 1min；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，成
图3：定电位电化学气体传感器的结构图
2.2.1 定电位电解法 电化学气体传感器工作原理 待测气体经过除尘、去湿后进入传感器气室， 经由渗透膜进入电解槽，使待测气体在传感 器内部被电解，导致传感器内部导电离子浓度 发生变化。通过测量流过两电极的电解电流可 以准确感知被测气体浓度的变化，在适当的范 围内，电解电流与被测气体浓度呈良好的线性 关系，根据 电解电流的大小反算出待测气 体的浓度。
3.1.2气体交叉干扰对电化学仪器的影响
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： 溶液吸收法：举例 崂应3072型 智能烟气采样器 光学法：举例 崂应3023型 紫外差分烟气综合分析仪、崂应3026型 红外烟气综合分析仪
崂应3072型 智能烟气采样器 崂应3023型 紫外差分烟气综合分析仪
本较高。
2.2.3定电位电解法-优势与劣势
A、现场数据直读，降低了劳动强度，提高了工
优 势 劣 势
作效率和测试的准确性； B、该方法的气体测试仪应用广泛； C、体积小、重量轻，便于携带； A、存在时效期，需要定期更换； B、存在其他组分的交叉干扰；
C、部分气体存在水份吸附情况；
2.3 紫外差分烟气分析仪（光学法） •
2.1溶液吸收法（例：崂应3071、3072型 烟气采样器 ） 2.1.1烟道排气组分（包括气体组分、微量有害气体组分） 气体组分 测定目的
氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气等。 考察燃料燃烧情况和为烟尘测定提供计算烟气密度，分子量等 参数的数据。
微量有害气体组分
一氧化碳 氮氧化物 硫氧化物 硫化氢等
2.1.1溶液吸收法-烟道排气组分
三种方法
崂应3012H型 自动烟尘（气）测试仪 崂应3072型 智能双路烟气采样器 崂应3023型 紫外差分烟气综合分析仪 崂应3026型红外烟气综合分析仪 的基本原理、执行标准、
日常监测中的应用
2.1.1溶液吸收法-烟道排气组分
由于气态和蒸汽态物质分子在烟道内分布不均匀，虽不需要多 点采样，但在靠近烟道中心的任何一点都可采集到具有代表性 的气样。同时，气体分子质量极小，可不考虑惯性作用，故也 不需要等速采样。
图1：仪器的原理图
2.1.1溶液吸收法-烟道排气组分
如在现场用仪器直接测定， 则用抽气泵将气体通过采样 被采样气体经过恒温加热管、
管、除湿器抽入分析仪器。
因为烟气湿度大、温度高，
烟尘及有害气体浓度大， 并具有腐蚀性，故在采样管 头部装有烟尘过滤器，采 样管需要加热或保温并且耐 腐蚀，防止水蒸气冷凝而导
•
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。 二氧化硫是钢铁企业常见的污染物,烧结过程中排放的二氧化硫约占总排放量的 60%以上。由于国内尚无专项烧结烟气脱硫技术,因此烧结烟气脱硫项目被列为我 国至2020年钢铁行业科技发展指南中的重点研发课题。目前烧结工况SO2的监测 一直困扰着监测人员。烧结工况普遍会产生浓度较高的CO，国内目前普遍选用定 电位电解法而该方法中SO2会与CO形成交叉干扰，造成数据的偏差。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。
注意事项
• 1、仪器烟气校零时，一定要在清洁的空气中。 • 2、对于装有粉尘过滤装置的仪器，要及时更换过滤 芯，避免粉尘进入传感器内，污染传感器。 • 3、测量完毕后，不要立即关机，仪器必须在清洁空 气保持运行时间5～10min，待仪器气体显示值尽量 接近零值，保持仪器内部处于新鲜空气的环境，方关 机或停泵 。
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2.3.1 光学法-紫外吸收光谱原理
紫外差分方法的具体原理：
基于Lambert-Beer 定律，测量200~400nm的 光信号，通过参比波长来分析去除水分和粉尘的干 扰得到差分信号，与标准差分吸收截面做拟合得到 气体的浓度。
2.4红外烟气综合分析仪（光学法）
本仪器采用多组分高 精度NDIR(非分散红 外吸收法)测量原理， 主要用于污染源排放 管道中有害气体成分 的测量。采用进口长 光程多组分检测器件 、创新抗干扰算法、 传感器及新材料领域 的高新技术，可在严 寒地区工作。
废气现场监测培训讲义
青岛崂山应用技术研究所
2015年3月
目录
1
崂应发展现状
2
定电位电解法、溶液吸收法及紫外、红外光 学法在污染源监测工作中的适应性
针对3012H烟尘气测试仪在 污染源监测过程中遇到的问题及解决方案
3
1
崂应发展现状
崂应发展现状
1
成立时间
2
精神
3
产品
1988年，27年
仁义礼智信 温良恭俭让
1.分析仪主机 2.烟气预处理器（自动排水） 3.热敏打印机 4.皮托管
2.4.1光学法-红外吸收法原理
• 抽取含有特定气体的烟气，进行除尘、脱水处理后通过红外分析气室 ， • 应用非分散红外吸收法，气体吸收的光学能量与气体浓度成对应关系 ， • 所以通过测量吸收的能量可以计算出气体的瞬时浓度，并优化减小水 汽 • 干扰；同时根据检测到的烟气排放等参数计算出气体的排放量。
3.3.1高湿工况对烟尘的影响及解决方法
• 高湿状态下颗粒物的采集，经常会出现滤筒抽破的现象， 无法实现现场监测
• 解决方案：1.滤筒伴热 • 2.采用刚玉滤筒采样
3.3.2高温工况对烟尘的影响及解决方法
• 高温状态下就会出现滤筒成破损状，也是无法实现正常监 测
• 解决方案：1.采用刚玉滤筒采样 • 2.输入烟温 • 3.定制耐高温材质取样管
3.1.1烟气流量对电化学仪器的影响
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，针对大多数烟道负压的情况居多，我们建议在负压高 的情况将烟气分析仪的烟气进气端和出气端都连接管子，同时 伸到烟道中，这一措施能避免抽不出气的问题。而现场测试过
2.2 定电位电解法-基本结构
在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参
比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔 膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极 之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体在电 解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原 或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度 成正比。
•
紫外吸收光谱原理
差分吸收光谱技术 (DOAS:Differential Optical Absorption Spectroscopy)是一 种光谱监测技术,其基本原理就是利 用空气中的气体分子的窄带吸收特性 来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强 度来推演出气体的浓度，凭借高分辨 率、高准确度和出色的抗干扰能力 ,DOAS技术在废气及大气监测领域 内在国外已经被广泛应用
崂应3026型 红外烟气综合分析仪
3.2.1 高湿工况对烟气的影响及解决方法
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。 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。
致被测组分损失。
吸收瓶、干燥筒后，流过 孔口流量计，将流量信号 送微处理器进行处理，得出 瞬时流量并累加采样体积，
并根据采集到的计前温度、 计前压力及当前大气压，换 算成标况体积，当采样流
量值与设定流量不同时， 自动调节采样泵的抽气动力， 使采样流量恒定在设定值上 。
2.1.2溶液吸收法-仪器的结构流程图 如下图2，粗线表示气路连接，细红线表示电路连
2.1.3 溶液吸收法-优势与劣势
• 仪器成本及价位低
优势
• 不存在其他烟气组分的交叉干扰 • 配置不同试剂测试多种气体
劣势
• 不能直读 • 受现场环境的影响大
2.2 崂应3012H烟尘（气）测试仪 烟气部分（定电位电解法）
电化学测试方法
又称为定电位电解法，是国家对二氧化硫、氮氧化物的标准测定方 法之一。 （HJ/T 57-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法》 HJ693-2014 《固定污染源废气氮氧化物的测定 定电位电解法》）。
3.1.1烟气流量对电化学仪器的影响
日常监测过程中往往只注重电化学传感器时效性和准确性，而 忽略烟气采样流量，影响监测数据。这是因为电化学传感器对流量 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量 呈“正相关”。 HJ/T 57-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法》
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。
3.1.2气体交叉干扰对电化学仪器的影响
电化学传感器的生产厂家英国CIT公司也明确 给出了气体交叉干扰的参考数据(表1)：
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。
标准特别强调：“采气流速的变化直接影响仪器的测试读数”。
3.1.1烟气流量对电化学仪器的影响
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：