煙氣分析儀是一種常用的氣體分析儀器，主要利用分析儀中的電化學(xué)傳感器或紅外傳感器來(lái)分析測(cè)量CO、CO2、NOx、SO2等成分在煙氣中的含量。那么煙氣分析儀主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域中呢？

煙氣分析儀應(yīng)用領(lǐng)域

而在石油化工行業(yè)，因?yàn)槭蜔捴茖儆诟吆哪苄袠I(yè)，所以節(jié)能降耗提高經(jīng)濟(jì)效益，成為煉油工作者追求的目標(biāo)。對(duì)于燃燒爐煙氣來(lái)說(shuō)，通過(guò)煙氣組成分析，可以了解加熱爐的燃燒情況，從而可以優(yōu)化操作條件，使燃料達(dá)到Z佳燃燒值;對(duì)于催化劑燒焦煙氣的分析來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)煙氣組成的測(cè)定，可以計(jì)算出催化劑的碳?xì)浔?，了解催化劑的結(jié)焦情況，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化操作，以獲得Z佳經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，煙氣分析是煉油行業(yè)一項(xiàng)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。

對(duì)于冶金行業(yè)，在轉(zhuǎn)爐煙道上安裝在線氣體分析儀，實(shí)時(shí)分析轉(zhuǎn)爐煙氣成分(包括CO，CO2，N2，Ar2，O2，H2，CH，He等)和溫度等信息，用于探測(cè)轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)動(dòng)態(tài)變化情況，進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)控制，稱為轉(zhuǎn)爐煙氣分析動(dòng)態(tài)控制，習(xí)慣上也常稱為爐氣分析動(dòng)態(tài)控制。它是區(qū)別于副槍動(dòng)態(tài)控制的一種方法，能完成煙氣定碳(也稱為爐氣定碳)、溫度預(yù)報(bào)、噴濺預(yù)報(bào)及控制等功能，可提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼的全程動(dòng)態(tài)控制。

電化學(xué)煙氣分析儀的應(yīng)用

電化學(xué)煙氣分析儀具有小型、輕便、快捷等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)應(yīng)用較多。但國(guó)內(nèi)傳感器制作技術(shù)有限大部分仍需進(jìn)口傳感器使用成本較大。實(shí)際使用中電化學(xué)煙氣分析儀還會(huì)普遍存在取樣流量、氣體交叉干擾以及前處理等方面的問(wèn)題。

采用電化學(xué)傳感器設(shè)計(jì)的煙氣分析儀不論是國(guó)產(chǎn)儀器還是國(guó)外進(jìn)口儀器在使用過(guò)程中經(jīng)常碰到“測(cè)不準(zhǔn)”問(wèn)題即在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)氣體是好的到了現(xiàn)場(chǎng)卻測(cè)不準(zhǔn)。這是因?yàn)殡娀瘜W(xué)傳感器對(duì)流速的變化極為敏感。通常電化學(xué)類煙氣分析儀的測(cè)試讀數(shù)與采氣流速呈“正相關(guān)”。

國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站《火力發(fā)電業(yè)建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中也寫(xiě)道：“定電位電解法監(jiān)測(cè)儀器對(duì)采樣流量要求甚嚴(yán)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示與采樣流量的變化成正比當(dāng)儀器采樣流量減小時(shí)（例如煙道負(fù)壓大于儀器抗負(fù)壓能力）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)明顯變小。在使用時(shí)為了減少測(cè)定誤差儀器的工作流量應(yīng)與標(biāo)定（校準(zhǔn)）時(shí)的流量相等”。

電化學(xué)傳感器通過(guò)設(shè)置不同的電極電位，使得傳感器對(duì)應(yīng)某一特定氣體敏感從而達(dá)到測(cè)定的目的。但對(duì)于電極電位相似的氣體會(huì)產(chǎn)生交叉干擾。

實(shí)際的應(yīng)用中燃油爐、燃?xì)鉅t、水泥廠的監(jiān)測(cè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)SO2、NO測(cè)定值明顯偏低或檢測(cè)無(wú)的情況主要是因?yàn)榕欧艧煔庵蠳O2的干擾原因。而在測(cè)定鍋爐、水泥窯、燒結(jié)機(jī)煙氣時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)SO2測(cè)定值明顯偏大的情況主要是因?yàn)榕欧艧煔庵蠧O的干擾原因。

雖然這些氣體的交叉干擾已知但由于干擾值的非線性和非重復(fù)性電化學(xué)儀器也無(wú)法對(duì)干擾值進(jìn)行有效補(bǔ)償。所以當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)還必須選用其他測(cè)試方法重新測(cè)試。

紅外煙氣分析儀的應(yīng)用

紅外原理的煙氣分析儀在污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的廣泛應(yīng)用已經(jīng)替代了電化學(xué)原理的儀器。隨著國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功使得便攜式紅外煙氣分析儀的普及成為了必然的趨勢(shì)。

紅外煙氣分析儀具有抗干擾能力強(qiáng)、受流量影響小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)克服了電化學(xué)分析儀在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題。但在實(shí)際中還需要考慮以下因素的影響。由于煙氣排放中的水分尤其是氣態(tài)水是影響二氧化硫和氮氧化物測(cè)定的主要干擾物直接影響了儀器的測(cè)量精度。這也是為什么部分紅外氣體分析儀在實(shí)驗(yàn)室條件下使用標(biāo)準(zhǔn)氣檢定時(shí)合格在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試卻達(dá)不到要求的主要原因。

紅外煙氣分析儀大多采用了加熱取樣、冷干脫水的預(yù)處理方法以防止水分冷凝和氣態(tài)水分干擾。但事實(shí)上煙氣中的水分無(wú)法完全去除而且由于排放工況的變化和冷凝效率的原因冷凝器的出口露點(diǎn)往往也存在波動(dòng)。在高濕低濃度條件下水分的干擾甚至超過(guò)了儀器本身的測(cè)量誤差干擾誤差尤為明顯。

消除水分干擾誤差的方法通常有兩種：一是采用脫水裝置二是設(shè)置水分傳感器并進(jìn)行軟件補(bǔ)償。

采用脫水裝置的方法有采用GX干燥劑如無(wú)水高氯酸鎂或者采用NAFION膜式干燥管。其主要問(wèn)題在于需要經(jīng)常更換人為增加了運(yùn)行維護(hù)成本。儀器生產(chǎn)廠家也有可能在檢定時(shí)使用脫水裝置 但是在運(yùn)行時(shí)為減少運(yùn)行費(fèi)用不采用該裝置造成實(shí)際運(yùn)行中的性能改變導(dǎo)致儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不確定度增加。

電化學(xué)煙氣分析儀和紅外煙氣分析儀對(duì)比

電化學(xué)煙氣分析儀在實(shí)際應(yīng)用中反映的流速、干擾、水分冷凝等問(wèn)題已經(jīng)能夠明顯限制了其在監(jiān)測(cè)和比對(duì)測(cè)試中的應(yīng)用。采用紅外原理的煙氣分析儀克服了電化學(xué)儀器的主要缺點(diǎn)開(kāi)始逐漸取代電化學(xué)儀器。為了解決紅外測(cè)試在應(yīng)用中的問(wèn)題便攜紅外煙氣分析儀還應(yīng)該解決水分干擾、HC干擾以及高分辨率等問(wèn)題以提高便攜紅外煙氣分析儀的適用性保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。