热湿法(5页).doc

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1、-热湿法-第 5 页预处理比较传统的基于直接抽取法测量的烟气分析系统，在预处理设计中均包含“冷凝除水”部分，其之所以要对高温、高腐蚀性的烟气进行冷凝操作，设计冷凝器、蠕动泵等大量复杂预处理部件，主要是源于其分析仪表光学部件设计无法实现高温测量，且其采用的红外吸收测量技术易受水气成分的干扰，必须冷凝除水，不能直接测量原始烟气。热湿法CEMS系统采用了紫外光谱吸收技术和光纤连接技术，由于水分子在紫外波段没有吸收，分析仪不受水气成分的干扰，而高温紫外光纤的应用，使预处理气路与分析仪表彻底分离，系统只需对气路进行全程伴热，即可实现高温原烟气直接测量，无须任何冷凝除水设备。热湿法CEMS系统的预处理技术

2、为抽取式全程伴热，即烟气从监测管道抽出后，通过保温伴热处理，始终维持其高于露点的温度，直至分析完成，相对于传统的热管抽取法其具有如下显著的技术优势：一是彻底省去了各种复杂的冷凝预处理设备和排水装置，烟气经过简单流路即可完成分析，极大的降低了预处理故障几率，维护量很小。二是彻底消除了由于酸气冷凝带来的系统腐蚀和结晶堵塞问题，系统使用寿命更长，运行更可靠。三是彻底避免了测量水溶性较强的SO2时存在的水溶解损失，测量精度更高。2 分析仪表比较2.1 SO2/NOX 测量原理仪表光源发出的紫外光汇聚进入光纤，通过光纤传输到测量室，当样气通过测量室时将在特定波段吸收紫外线能量，被吸收后的光束通过光纤传输

3、到光谱仪，在光谱仪内部经过光栅分光，由二极管阵列检测器将分光后的光信号转换为电信号，获得气体的连续吸收光谱信息，最后利用化学计量学算法（DOAS）实现气体浓度的测量。2.2 O2测量原理热湿法CEMS系统选用的ZrO-100氧气分析仪采用氧化锆法测量烟气中湿氧含量，其传感部分采用了Honeywell的KGZ10动态氧化锆传感器。在热湿法CEMS系统内，氧化锆传感器安装在预处理气路中，位于恒温加热箱内，由于样气之前已经经过粉尘过滤和全程恒温伴热，可有效保护氧化锆不受粉尘和液态水的影响，从而使ZrO-100相对于传统的在位式氧化锆分析仪在使用寿命上大大延长。2.3 核心技术及部件2.3.1 紫外差

4、分吸收光谱测量技术（DOAS）紫外差分吸收光谱技术是国家环保部及美国环境保护组织（USEPA）推荐的一种成熟、可靠的气态污染物浓度测量方法，通过对连续光谱数据的处理得到气体浓度。由于光谱吸收信息依据的是光能量的变化，而除了气体吸收外，粉尘散射、光路漂移、光源波动等因素同样会引起光强变化，因此传统的测量技术极易受到这些背景因素的干扰。DOAS的优势在于，其把气体吸收光谱分解为快变和慢变两部分，其中快变部分只与被测气体的属性相关，而由于粉尘散射等背景因素造成的光谱变化只能表现为光谱中的慢变部分，这样通过分离去除测量光谱中的慢变部分就能够去除背景环境因素对气体浓度分析的影响，从而实现高精度和强抗干扰

5、能力的测量。2.3.2 高分辨率、低温漂全固化光纤光谱仪紫外光谱气体分析仪采用了光电二极管阵列的全固化光纤光谱仪，并且为了降低杂散光、提高短波紫外响应能力和光谱分辨率，专门设计了高性能凹面光栅。来自光纤的紫外/可见光经狭缝进入光谱仪入射到凹面光栅上，经凹面光栅汇聚和分光后反射到光电二极管阵列，光电二极管阵列将光信号转换为电信号。与传统扫描型光谱仪相比，该全固化光纤光谱仪具有：可瞬间采集光谱，从而适用于脉冲光源，如氙灯；无运动部件，可靠性高；通过光纤耦入测量光束，模块化程度高，提高了生产、维护的便利性。紫外光谱气体分析仪通过优化结构设计、采用波长漂移补偿算法、选择低温度膨胀系数材料，使光谱仪具备

6、了高波长分辨率和重复性（0.2nm），同时能在大工作温度范围（-2050）中工作，从而在烟气分析应用中表现出优异的性能。2.3.3 高性能光纤耦合光源光源是系统的重要组成部分，在线气体分析系统通常要求光源使用寿命长、预热时间短、光谱和能量稳定性高。传统紫外/可见光度计存在使用寿命短（只有数百到数千小时）、预热时间长等缺点，这些缺点制约了其在在线气体分析中的应用。紫外光谱气体分析仪采用脉冲氙灯作为光源，脉冲氙灯属于冷光源，其寿命可达109次，按照每秒打灯测量3次的方式计算，其寿命可达10年，并且无须预热，完全满足在线气体分析应用要求；紫外光谱仪通过高稳定性的高压（1000V以上）电源设计、良好屏蔽性能的结构设计，使光谱和能量具备充分的稳定性，并有效屏蔽了脉冲电流导致的电磁辐射。