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红外分析仪介绍

2012-04-19

虽然便携红外分析仪大多采用了加热取样、冷干脱水的预处理方法,以防止水分冷凝和气态水分干扰。但事实上烟气中的水分无法完全去除,而且由于排放工况的变化和冷凝效率的原因,冷凝器的出口露点往往也存在波动。在高湿低浓度条件下,水分的干扰甚至超过了仪器本身的测量误差,干扰误差尤为明显。
消除水分干扰误差的方法通常有两种:一是采用脱水装置,二是设置水分传感器并进行软件补偿。
采用脱水装置的方法有采用干燥剂如无水高氯酸镁,或者采用NAFION膜式干燥管。其主要问题在于需要经常更换,人为增加了运行维护成本。仪器生产厂家也有可能在检定时使用脱水装置, 但是在运行时为减少运行费用不采用该装置,造成实际运行中的性能改变,导致仪器监测数据不确定度增加。
采用水分传感器和软件补偿的方法一般只修正零点的水分干扰,且低端的分辨率较低。对于同时含水和含SO2,NO的气体的修正精度很差。此外对于NO分析仪,由于在相同的气室长度下,NO的分辨率低于H2O的分辨率,采用水分传感器修正的方法对NO测定会造成很大的系统误差。
的测试技术是在在传统微流红外传感器的基础上增加了特殊调水机构。它是通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传感器,通过调节调水机构,使得含有非冷凝水的气体与零气的信号一致,通过硬件调节及软件线性修正,可zui大限度消除H2O(气)对SO2、NO的干扰。进一步实验结果还表明,通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除,干扰的程度可控制在5ppm以内。
为满足类似高湿低浓度的测试条件,便携红外烟气分析仪应zui大限度降低水分(气)干扰的影响,以提高实际测试精度。
4.2 HC化合物对红外仪器的影响
除了水分干扰以外,碳氢化合物,如焦化厂排放的气态污染物中存在未燃尽的CH4、C2H6、C2H4等对于SO2的测量结果会存在很大干扰。
针对可能对SO2测定产生的干扰,在红外微流传感器的前端设置可专门吸收HC波长的气体吸收过滤室,zui大限度消除大部分HC化合物对SO2测量结果的影响。
在排放的碳氢化合物组成复杂的特殊条件下,如果需要完全消除HC对SO2的影响,还可以考虑在烟气流路中增加HC物理化学过滤器,以保证实际测试的精度。
4.3 测试分辨率对红外仪器的影响
随着污染物治理的加强,大量脱硫、脱硝装置得以应用,污染物实际的排放浓度也越来越小。这对便携红外烟气分析仪的测试分辨率也提出了更高的要求。
很多仪器为提高零点稳定性,会采用不同的算法,以保证减小零点的波动;还有如前所述,为了补偿水分的干扰影响,也会采用零点补偿方式。这样的直接结果就是在进行零点附近的低浓度测试时仪器没有反应。
参考《固定污染源废气 二氧化硫的测定非分散红外吸收法》(征求意见稿)的编制说明,对红外分析方法检出限和测定下限采用两种方法进行评价,一是按照ISO 7935-1992,仪器方法检出限为0.57-3.5 mg/m3,测定下限为3-10 mg/m3;二是按照HJ 168-2010,仪器方法检出限为0.77-1.3mg/m3,测定下限为4-6 mg/m3。
为保证低浓度测试条件下的测试效果,便携烟气分析仪的分辨率应不超过3mg/m3(1ppm),的国产烟气分析仪已经可以做到0.5mg/m3(0.2ppm),以满足更多测试条件下的应用。

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