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煙氣預(yù)處理的重要性

2022年12月02日 14:01:24人氣:2019來源:德圖儀器國際貿(mào)易(上海)有限公司

對于絕大多數(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。


因此對于煙氣分析而言,煙氣預(yù)處理是非常重要的步驟。


預(yù)處理的重要性

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。


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

 

 

 

煙氣抽取和預(yù)處理示意圖

 

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:


01采樣探頭

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。


02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。


03氣體冷卻器

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。


帕爾貼冷卻煙氣過程中,煙氣中SO2損失率小于5%,為了擴(kuò)展更多應(yīng)用工況,還可通過加酸型冷卻器更加有效地抑制SO2的損失。


 

testo 3007 加酸型低損失煙氣預(yù)處理采樣系統(tǒng)


04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)一步對煙氣進(jìn)行預(yù)處理。


 

testo 350藍(lán)色版煙氣分析儀的氣水分離器


結(jié)論:總之,通過煙氣預(yù)處理,可以保護(hù)敏感的分析傳感單元,減少引發(fā)儀器故障的可能性;靈活擴(kuò)展現(xiàn)場檢測分析的應(yīng)用。最重要的是,輸出的煙氣進(jìn)入傳感器進(jìn)行分析計(jì)算時(shí),確保可得到非常準(zhǔn)確的氣體濃度值。


高濕工況選項(xiàng)


除了在上述提到的產(chǎn)品和技術(shù)原理外,德圖排放測量產(chǎn)品中另有其他特殊測量原理的產(chǎn)品,可針對高濕煙氣工況。

 

德圖testo 370高溫紅外煙氣分析儀,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。

 

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