對(duì)于絕大多數(shù)氣體分析方法而言,我們都需要使用相應(yīng)的設(shè)備先從過程氣體中抽取部分氣體作為樣氣,并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,再供給到分析傳感單元進(jìn)行分析計(jì)算,得出測量結(jié)果。因此對(duì)于便攜式煙氣分析儀而言,煙氣預(yù)處理是非常重要的步驟。煙氣預(yù)處理的定義:即先通過過濾器去除煙氣中的顆粒物,再將煙氣冷卻至一定溫度進(jìn)行干燥處理。
對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)處理的原因:
1. 顆粒物易污染氣路和傳感器,進(jìn)而引起儀器故障;
2. 當(dāng)水分為水蒸氣形態(tài)時(shí),煙氣會(huì)被稀釋,稀釋比會(huì)隨著水蒸氣含量波動(dòng)而變化,進(jìn)而測量結(jié)果也會(huì)隨之波動(dòng);
3. 當(dāng)水分為液態(tài)時(shí),液態(tài)水會(huì)與煙氣中某些易溶于水的物質(zhì)形成化合物,從而影響了該物質(zhì)的實(shí)際濃度,也影響了該物質(zhì)的測量結(jié)果;
4. 水分會(huì)引起部分傳感器測量不準(zhǔn)確,比如對(duì)非分散紅外氣體傳感器的干擾、影響電化學(xué)傳感器過濾膜透氣率等。
便攜式煙氣分析儀通過煙氣預(yù)處理單元,可以實(shí)現(xiàn):
? 將敏感的分析傳感單元與惡劣工況有效隔離;
? 將抽取的煙氣轉(zhuǎn)換為實(shí)際工況下潔凈的干態(tài)氣體;
? 利用預(yù)處理單元做一些應(yīng)用的擴(kuò)展,靈活運(yùn)用煙氣預(yù)處理單元,可將一臺(tái)采樣單元搭配多臺(tái)分析傳感單元進(jìn)行使用,也可將一臺(tái)分析傳感單元連接至多個(gè)采樣點(diǎn)(通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換氣路),實(shí)現(xiàn)多臺(tái)分析傳感單元之間的比較和多個(gè)采樣點(diǎn)之間的快速采樣切換。
煙氣抽取和預(yù)處理的工作機(jī)制
市場上用于煙氣抽取和預(yù)處理的裝置,或被設(shè)計(jì)成各自獨(dú)立的單元,或被設(shè)計(jì)成一個(gè)單元,但無論是何種設(shè)計(jì),總的來說其組成和功能大致如下:
采樣探頭
首先,通過采樣探頭抽取煙氣,這些探頭由不同的材料制成,適用于不同的溫度范圍(比如:德圖工業(yè)煙氣采樣探頭)。
在探頭前端裝有粗濾器,同時(shí)在手柄處或軟管上裝有二級(jí)過濾器,有效去除顆粒物,探頭還連接有壓力傳感器和溫度傳感器,用于測量煙氣溫度和煙道壓力,便于擴(kuò)展計(jì)算和調(diào)整采樣氣泵功率。
樣氣管路
樣氣管路,或者是非加熱模式(極其高的環(huán)境溫度或非臨界氣體),或者是加熱模式,加熱模式是為了保持氣體溫度高于其露點(diǎn)進(jìn)而防止冷凝水的形成,避免易溶于水的氣體的損失。
分析傳感單元
分析傳感單元也包含有氣體過濾器(比如 testo 350 藍(lán)色版煙氣分析儀機(jī)身上的第三級(jí)粉塵過濾器)、冷凝水分離器,分別用于精細(xì)過濾和在沒有帕爾貼模塊的情況下的氣水分離,更進(jìn)一步對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)處理。
氣體冷卻器
便攜式煙氣分析儀的氣體冷卻器位于采樣探頭和分析傳感單元之間。煙道氣和過程氣總是或多或少含有一些水分,在高溫(高于露點(diǎn))時(shí)水分以水蒸氣形式存在,而在低溫(低于露點(diǎn))時(shí)水分以液滴形式存在。
當(dāng)煙氣中水分以液態(tài)形式存在氣路時(shí),煙氣中易溶于水的成分會(huì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致測量結(jié)果失真。同時(shí),測量設(shè)備也可能會(huì)受到化學(xué)反應(yīng)(比如SO2與液態(tài)水的化學(xué)反應(yīng))所形成的腐蝕性溶液的侵蝕和破壞。
通過氣體冷卻器(比如德圖內(nèi)置和外置帕爾貼煙氣預(yù)處理器),將煙氣冷卻至一定溫度(例如:4℃),除去煙氣中的絕大部分水蒸氣,冷卻后的煙氣幾乎接近于干態(tài)氣體,而冷卻器產(chǎn)生的冷凝水則通過蠕動(dòng)泵抽取并排出。
高濕工況選項(xiàng)
便攜式煙氣分析儀搭配全加熱采樣探頭進(jìn)行采樣測量時(shí),由于其測量原理的特殊性,無需去除抽取煙氣中的水分即可進(jìn)行測量,同時(shí)也能分析出煙氣中水分含量,可應(yīng)用于諸多高濕煙氣測量工況,比如垃圾焚燒廠、燃煤電廠等。
德圖非加熱高濕低硫工況采樣探頭,利用特氟龍材料的疏水性,儀器通過其對(duì)煙氣進(jìn)行高流速采樣,再進(jìn)行冷卻除水,可以代替全加熱采樣探頭應(yīng)用在高濕煙氣工況,無需加熱,到現(xiàn)場即可立即進(jìn)行采樣測量。經(jīng)過多次高濕煙氣工況與全加熱采樣探頭的比較實(shí)驗(yàn),使用該采樣探頭的測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
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