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云洲环保- 红外线原理烟气分析仪在CEMS烟气在线监测上的应用量方案

点击次数:303  发布时间:2019-10-28
  工业发展带来经济腾飞的同时,也给环境带来极大的负担。环境污染,尤其是大气污染程度不断加深,严重影响了人们的正常生活和身体健康。固定污染源烟气的排放是大气污染气体的主要来源之一,研发具有实时性、智能化、稳定性好、可靠性高且操作简单的烟气监测系统,对于我国烟气自动监测系统的发展,控制烟气中污染物质的排放具有实际意义。

1 、 红外线气体分析仪在烟气自动检测系统中的应用

1.1 测量原理 

    我国当前使用的气体分析仪器在监测范围、测量精度、组分分析方面,存在较大的局限性,而新型的非分散红外线(NDIR)技术,则能实现对多组分烟气浓度的检测,该技术检测原理为气体红外吸收,在测量过程中无需消耗物质,因此具有使用寿命长、稳定性好、选择性强、测量范围广、高度,具有广泛的推广意义。

 单光束双波长法中有测量滤光片和参比滤光片,其中测量滤光片是对有特征吸收红外光谱通过的待测组分进行测量,透过测量气室的光线强度受烟气浓度的影响,测量值记为I;而参比滤光片测量组分不吸收通过的红外光,因此透过测量气室的光线强度几乎不受被测组分浓度变化的影响,测量结果作为参照,记为I0。根据朗伯-比尔定律,待测气体吸收光度与其浓度关系满足关系式:-In(I/I0)=LkC,I为测量光强度,I0为参照光强度,L是红外线经过吸收气体的路径,k待测气体的吸收系数,C为气体的浓度,单位为mg/m3。

    气体滤波相关法是将被测气体填充在气体滤光池中,代替上述方法中的参比滤光片,利用此法可提高被测气体组分对特征波的吸收效果。这一测量系统由五部分组成:光源由能斯特灯发射红外光;测量气室有抽气孔和充气孔,为待测气体组分浓度的稳定提供了保障,而高温伴热功能,可有效防止水蒸气和污染物冷凝,造成对测量结果的干扰;切光轮主要负责将光束信号射频模式化;滤波轮上安装不同被测气体的气体滤光池和测量滤光片,滤波轮和切光轮的旋转动作由无刷直流电动机提供动力,对各组分的测定则由自动化控制系统发送控制指令完成测量;光电管前安装放大器,以提高弱信号接收的可靠性。

被测气体滤光池和测量滤光片的位置由设备内部处理器控制,一次测量过程可对待测气体进行多次扫描,以提高信号的信噪比,减少测量误差。利用微处理器可对各式干扰进行有效处理;使用靠减去干扰组分浓度的方法可对不同待测组分光谱重叠进行有效处理;而校正因子则是用来处理干扰组分对测量组分吸收系数的影响。

1.3 技术分析

    ①烟气分析。

    烟气分析仪采用的分析技术为单光束双波长与气体滤波相关技术的结合,滤波轮上的气体滤波池能实现对不同气体的同时测量,并利用干扰参数扣除技术,大大提高了测量结果的准确度,并能实现对一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、甲烷、氨气以及氯化氢八种气体的高精度持续性检测。如对一氧化碳的测量范围可达4000mg/m3,精度可达到0.1%。

    ②信号放大电路。

      信号放大电路利用CMOS工艺制成的斩波稳零结合多级放大模式,主要组成部件有多路开关和仪表放大器。信号放大电路增益高、响应快,输入偏置电流小等优点,能有效减少误差,还具有自动调零的功能,增加了测量的度和稳定性。

      ③CEMS烟气连续排放监测系统。

 
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