第一次報告教材

CEMS實驗室一、CEMS使用條件供電電壓：AC220V±20%，頻率50Hz

環(huán)境溫度：-40-50℃

濕度：≤90%

氣壓：86-106kpa

煙氣溫度：≤600℃

防護等級：室外部分IP65，室內(nèi)部分IP52

電磁輻射：FCC

B二、采樣系統(tǒng)煙氣采樣裝置包括采樣槍，粉塵過濾器及可調(diào)溫控加熱器煙氣，安裝在煙道取樣孔上，采樣氣體通過伴熱管輸送到煙氣處理單元，根據(jù)煙氣的露點，采樣管溫度一般控制在120℃－180℃，即可保證煙氣在采樣管內(nèi)不會結露采樣探頭可以定時由系統(tǒng)自動或手動進行反吹清掃。由于氣體采樣和氣體輸送均采用可控伴熱方式，因而最大限度的避免了結露而造成的管道污染、堵塞。不銹鋼和聚四氟乙烯等防腐材料的使用，使系統(tǒng)的抗腐蝕大大的提高樣氣到達機柜后，首先進入氣水分離器,熱樣氣進入后迅速降溫已達到室溫或接近室溫，析出水分。故在其后的管路中不會結露，從而避免SO2的溶解于水而影響測量精度，然后再經(jīng)超精過濾器進一步干燥、除塵后，進入分析儀三、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（DAS）系統(tǒng)硬件部分：工控機，plc軟件部分：CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件

遠程煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件通過工控機串行通訊口與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)（PLC）連接，并實時從儀器上采集數(shù)據(jù)；能將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后保存到數(shù)據(jù)庫中并通過圖表等形式顯示；可通過計算機控制儀器設備的各種操作；可對采集到的數(shù)據(jù)進行查詢、打印或轉(zhuǎn)換成EXCEL表格；可將監(jiān)測數(shù)據(jù)生成并打印成國家標準的數(shù)據(jù)報表五、煙氣采樣探頭防腐蝕和防堵塞一般探頭的采樣腔設計都是很短的，在遇到排出的煙氣溫度為60-80℃并且含有大量水霧（滴）時，煙氣通過取樣管接觸到過濾器時煙氣中的水霧不能完全氣化，就會大量凝結，形成凝結水，同時酸性氣體就會融于凝結水，形成酸水，從而對探頭造成腐蝕；另一方面煙氣中含有大量的細煙塵，在過濾器上遇到水后就形成水泥混合物，形成堅固的凝結物質(zhì)，附著在過濾器上，反吹是很難吹掉的，造成過濾器的堵塞。六、氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物等）的測量方法完全抽取法采用紅外光譜吸收原理、紫外光譜吸收原理，需要復雜的采樣系統(tǒng)和煙氣預處理系統(tǒng)

價格適中、應用廣泛。稀釋法采用紫外熒光法測SO2，化學發(fā)光法測NOx，特點是稀釋氣體品質(zhì)和稀釋比影響測量精度而且價格昂貴直接測量法分析方法是紫外差分吸收光譜法（DOAS）

取樣方法二氧化硫氮氧化物稀釋取樣法紫外熒光化學發(fā)光直接抽取法非分散紅外非分散紅外非分散紫外定電位電解定電位電解直接測量法DOAS

DOAS

紫外吸收1、紫外熒光法SO2分析儀原理煙氣樣氣進入儀器的反應室，在190nm～230nm的紫外光照射下，生成激發(fā)態(tài)的SO*2。激發(fā)態(tài)的SO*2主要通過熒光過程回到基態(tài)，其發(fā)射的熒光強度與SO*2的濃度成正比。利用光電倍增管接收熒光，即可得到待測樣氣中的SO2濃度。2、化學發(fā)光法NOx分析儀

原理化合物吸收化學能后，被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，在由激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)時，以光量子的形式釋放能量。通過測量化學發(fā)光強度對物質(zhì)進行分析測定。由若干方法可以對NOx進行化學發(fā)光測定，最廣泛使用的是臭氧的發(fā)光反應3、直接抽取法氣體分析原理

非分散紅外法：含有2個或2個以上不同原子的分子，它們在紅外光區(qū)有特征吸收。可測SO2、NO，通過內(nèi)置轉(zhuǎn)化器可將NO2轉(zhuǎn)化為NO，得到NOX。轉(zhuǎn)化器溫度在190℃左右，轉(zhuǎn)化率不低于90%，當煙氣中NO2濃度低于NOX濃度的5%，可不轉(zhuǎn)化。非分散紫外法定電位電解法七、煙氣參數(shù)CMS含氧量的測量方法主要有氧化鋯分析儀、順磁氧分析儀、化學電池分析儀。目前應用較多的是氧化鋯分析儀。氧化鋯分析儀在電解質(zhì)中，由于化學電位不同，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。直接測量，快速響應；非常精確可靠地測量氧；低成本；計算干基濃度時，需要測量濕度。順磁氧分析儀利用氧氣的順磁性測量含氧量。需抽取系統(tǒng)，進入分析儀前除去水分和顆粒物等；非常精確可靠地測量。化學電池分析儀利用電化學燃料電池產(chǎn)生的電流正比于樣品中的含氧量。一般用于便攜式非在線測量。平均壽命12個月7.1、氧含量分析方法1、氧化鋯法利用ZrO2在高溫（600℃）時的電解催化作用，形成煙氣一側的電極和與含有O2的參考氣體（通常為空氣）接觸的參考電極產(chǎn)生電位的不同，從而測量出煙氣中氧氣濃度。探頭使用壽命：1～2年。測量的是濕基氧的濃度氧化鋯法7.2、磁氧法2、磁氧法：順磁性：分子通過磁場時，不是被吸引就是被排斥。被吸引時是順磁性的，被排斥時是反磁性的。大多數(shù)材料是反磁性的，少數(shù)是順磁的，氧分子是順磁性的。利用氧氣的順磁性的特性測量O2濃度。順磁氧分析儀沒有電特性的消耗，無須定期更換傳感器或校準，維護成本低，壽命長。測量的是干基氧的濃度磁氧法7.3、原電池法3、原電池法電化學傳感器原理。使用壽命約6-18個月，多用于便攜煙氣分析流速的測量方法皮托管差壓法通過測量氣體的動壓和背壓之間的微差壓，計算氣體的提及流量。應用廣泛；需要溫度、壓力補償；能夠測量的最低流速3m/s左右。熱傳感法（熱式氣體質(zhì)量流量計）采用熱擴散原理（金式定律），即流過熱源的流體分子多少與熱量散失的多少成正比。量程比大，最低可測量0.1m/s；不適合含有水滴的煙氣。超聲波法測量超聲波脈沖順氣流方向和逆氣流方向的傳播時間。價格昂貴。7.4、流速CMS

1、皮托管差壓法保持皮托管正對氣流測孔表面的清潔是保證準確測量煙氣流速的重要條件，需要采用高壓反吹技術定期反吹皮托管。安裝時應避開有渦流的位置。測量低壓差(ΔP)比較困難(實際測定的最小壓差約為5Pa，能夠測量的最低流速約為2-3m/s)。皮托管法測流速示意圖

7.5、熱線法（熱平衡法）2、熱線法（熱平衡法）氣體借熱空氣對流從探頭帶走熱，并導致探頭冷卻。氣流流經(jīng)探頭的速度越快，探頭冷卻得越快。供給更多的電量維持傳感器最初的溫度，對于加熱絲類型的傳感器，氣體的質(zhì)量流量正比于供電量。水滴將引起熱傳感系統(tǒng)的測量誤差。防止探頭腐蝕和灰塵附著。熱線法測流速示意圖7.6超聲波法CMS3、超聲波法CMS

在流體中設置兩個超聲波傳感器，他們既可發(fā)射超聲波又可以接收超聲波，一個裝在管道的上游，一個裝在下游，通過超聲波在流體中順流和逆流方向傳播時間差來計算出流速在煙氣流速。超聲波技術能夠測量低至0.03m/s的氣流流速。安裝時應避開有渦流的位置。7.7、溫度CMS

熱電偶法熱電阻法7.8、濕度CMS

1、電容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濾器進行保護。采用薄膜電容和PT100電阻組合專門設計的濕度傳感器，利用水分的變化和電容值變化之間的關系直接測量水氣分壓，利用PT100測量溫度，可以準確測量高溫煙氣的水分含量。直接插入式測量，探頭需要特殊防護。

2、干濕氧法通常利用插入式氧化鋯探頭直接測量煙道中的濕態(tài)氧含量，利用完全利用抽取法將煙氣抽取后降溫除濕，測量出干態(tài)氧含量，經(jīng)計算后得出煙氣濕度。兩臺測氧儀器漂移不一致導致誤差疊加目前CEMS還允許手工輸入濕度值7.9顆粒物的測量方法濁度法（透射法）測量光穿過煙氣后的不透過率(透過率)測量光路準直度要求極高，否則誤差很大；低濃度((<

100

mg/m3)

)測量靈敏度不高光散射法測量顆粒物散射光的強度單側安裝無需對中；靈敏度較高，隨著排放標準的嚴格，開始取代透射法。應用廣泛。數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)采集各測量子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)；對數(shù)據(jù)進行顯示、計算、存儲、統(tǒng)計；保持與環(huán)境監(jiān)控平臺（企業(yè)）的數(shù)據(jù)傳輸；通常采用工控機。樣氣處理系統(tǒng)分析儀對樣氣要求：1，接近標準氣的潔凈，干燥；2,粉塵<100微克/立方米3，流量，1L/min；4,露點，4攝氏度；5，系統(tǒng)總滯后時間<60s6,樣氣不失真樣氣處理系統(tǒng)的過濾除塵取樣探頭過濾器：0.3~20微米（單級）LKF2型高效探頭過濾器:過濾精度0.3微米，99%，氣流阻力小于80pa（1L/min），納米疏水，疏油特性，LKF1型超高效聚合過濾薄膜，0.05微米，99%，氣流阻力小于120pa（1L/min）過濾除塵最佳匹配組合1，LKF2型過濾器2,后級超高效膜式過濾器3，分析儀機箱內(nèi)的小型超高效保護過濾器反吹單元為防止過濾器發(fā)生堵塞，常用壓縮空氣對過濾器實施與樣品流向相反的吹掃，習慣稱為反吹或反吹掃。冷凝器根據(jù)壓縮機或者半導體制冷原理，將樣氣冷卻到2~4的低溫，從而獲得低露點的樣氣并將冷凝水分離開來的裝置。蠕動泵樣氣處理系統(tǒng)的重要部件，用于隔離狀態(tài)下連續(xù)自動排放樣氣除濕后的冷凝液。樣氣脫濕，除霧，除水樣氣含水和霧的危害非常大，是破壞分析儀的主要殺手。樣氣除水采用氣水分離器，有人連用三級，除霧用酸霧捕集器，樣氣冷凝脫濕，樣氣脫濕后，露點一般降低至4攝氏度左右。壓機式樣氣冷凝器，制冷量大，體積大；半導氣冷凝樣氣冷凝器，制冷量小于壓機式，體積最??；漩渦樣氣冷凝器，本質(zhì)安全抽氣泵樣氣取樣壓力0.01~0.02Mpa時，必須用抽氣泵，常采用德國KNF公司的N86KNE型，抽氣量6L/min，極限真空度100mbar；還有LKP401型，LKP402型，化工采用防爆抽氣泵，價格高，壽命短。樣氣的壓力，流量高壓樣氣要設置成前置減壓箱，包括高壓減壓閥，T型高壓過濾器，安全閥，加熱器。一般減壓至0.5Mpa以下后再向后級傳遞，到分析機柜后級處理后的壓力要小于0.1Mpa才能即安全又保證了反應速