煙塵煙氣

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（CEMS）羅超煙塵煙氣

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（CEMS）羅超煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：ContinuousEmissionMonitoringSystem，簡(jiǎn)稱

CEMS該系統(tǒng)對(duì)固定污染源顆粒物濃度和氣態(tài)污染物濃度以及污染物排放總量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息傳送到環(huán)保主管部門，以確保排污企業(yè)污染物濃度和排放總量達(dá)標(biāo)。1概述1.1CEMS的含義煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：ContinuousEmission污染物煙氣參數(shù)主要監(jiān)測(cè)對(duì)象（“十一五”期間）顆粒物氣態(tài)污染物SO2NOxCO、HCl氧含量煙氣流速煙氣濕度溫度、壓力主要監(jiān)測(cè)對(duì)象（“十一五”期間）顆粒物氣態(tài)污染物SO2NOxC顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)1.2CEMS的組成要求符合HJ/T75—2007和HJ/T76—2007顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)1.2CEMS的組成要求符合HJ/T75氣態(tài)污染物測(cè)量原理顆粒物測(cè)量原理含氧量測(cè)量原理流速測(cè)量原理煙氣濕度測(cè)量原理1.3CEMS的測(cè)量原理氣態(tài)污染物測(cè)量原理1.3CEMS的測(cè)量原理紅外光譜法紫外光譜法紫外熒光法（SO2）化學(xué)發(fā)光法（NOX）紫外差分吸收光譜（DOAS）法1.3.1氣態(tài)污染物測(cè)量系統(tǒng)原理完全抽取系統(tǒng)稀釋抽取系統(tǒng)直接測(cè)量法？紅外光譜法1.3.1氣態(tài)污染物測(cè)量系統(tǒng)原理完全抽取系統(tǒng)稀釋濁度儀光通過煙氣時(shí)光強(qiáng)度的變化，測(cè)量透過率光散射檢測(cè)儀光通過煙氣時(shí)，在預(yù)設(shè)角度測(cè)量散射光的強(qiáng)度閃爍法1.3.2顆粒物測(cè)量系統(tǒng)原理濁度儀1.3.2顆粒物測(cè)量系統(tǒng)原理氧化鋯分析儀（濕基氧濃度）順磁氧分析儀化學(xué)電池（便攜式）1.3.3含氧量測(cè)量系統(tǒng)原理氧化鋯分析儀（濕基氧濃度）1.3.3含氧量測(cè)量系統(tǒng)原理皮托管差壓法熱傳感系統(tǒng)超聲波流速檢測(cè)儀1.3.4流速測(cè)量系統(tǒng)原理皮托管差壓法1.3.4流速測(cè)量系統(tǒng)原理直接測(cè)量：電容式傳感器干濕氧法1.3.5煙氣濕度測(cè)量系統(tǒng)原理直接測(cè)量：電容式傳感器1.3.5煙氣濕度測(cè)量系統(tǒng)原理氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、硫化氫等有害氣體和一氧化碳、二氧化碳等燃燒物，主要對(duì)其進(jìn)行排放濃度和排放量的計(jì)算，同時(shí)監(jiān)測(cè)氧含量。2氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、硫采樣方式抽取采樣法完全抽取采樣前處理方式后處理方式稀釋抽取采樣內(nèi)稀釋方式外稀釋方式直接測(cè)量法內(nèi)置式測(cè)量外置式測(cè)量連續(xù)監(jiān)測(cè)的采樣方式采樣方式抽取采樣法完全抽取采樣前處理方式后處理方式稀釋抽取采直接抽取法是直接抽取煙道中的樣氣進(jìn)行分析的方法。存在問題：1煙氣中氣態(tài)污染物的濃度范圍大2分析儀器對(duì)樣品氣體的潔凈度要求很高3樣氣進(jìn)入分析儀器時(shí)待測(cè)組分沒有損失2.1直接抽取式CEMS采用紅外吸收和紫外吸收等測(cè)量原理配套煙氣處理系統(tǒng)直接抽取法是直接抽取煙道中的樣氣進(jìn)行分析的方法。存在問題：2直接抽取系統(tǒng)是直接從煙道或管道抽氣、濾除顆粒物，將煙氣送入分析儀的系統(tǒng)。依據(jù)配套的煙氣處理系統(tǒng)的區(qū)別，該系統(tǒng)可分為三種類型：“熱—濕”系統(tǒng)；在探頭后裝有“冷凝—干燥”系統(tǒng)；在分析儀前裝有“冷凝—干燥”系統(tǒng)直接抽取系統(tǒng)是直接從煙道或管道抽氣、濾除顆粒物，將煙氣送入分煙氣中氣體成分復(fù)雜，含水量高，有些成分如HCl、NH3極易被吸附，測(cè)量難度很大，例如垃圾焚燒排放。SO2和NOx遇冷凝水造成損失，并且腐蝕管路和分析儀器。熱—濕法是采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來，過濾后經(jīng)過伴熱傳輸，使煙氣在傳輸中不發(fā)生冷凝，然后進(jìn)入分析儀進(jìn)行分析檢測(cè)。2.1.1熱—濕系統(tǒng)煙氣中氣體成分復(fù)雜，含水量高，有些成分如HCl、NH3極易被采用直接高溫測(cè)量方法，能夠?qū)Πㄋ虷Cl、NH3在內(nèi)的污染物進(jìn)行多組分同時(shí)測(cè)量。測(cè)量過程中氣體不降溫，氣體成分不變，腐蝕減少。在高溫狀態(tài)下進(jìn)行粉塵過濾，取樣和反吹操作，提高了效率。2.1.1.1熱—濕系統(tǒng)的特點(diǎn)采用直接高溫測(cè)量方法，能夠?qū)Πㄋ虷Cl、NH3在內(nèi)的污染必須小心維持從探頭到分析儀所抽取的氣樣的溫度高于露點(diǎn)。如果加熱系統(tǒng)發(fā)生故障，濕氣將迅速地冷卻并污染整個(gè)系統(tǒng)，由此可能會(huì)腐蝕系統(tǒng)的部件、造成堵塞，甚至?xí)鸱治鰞x故障和損傷，致使整個(gè)系統(tǒng)崩潰。不利于檢修2.1.1.2熱—濕系統(tǒng)的特點(diǎn)必須小心維持從探頭到分析儀所抽取的氣樣的溫度高于露點(diǎn)。2.12.1.1.3熱—濕系統(tǒng)流程圖2.1.1.3熱—濕系統(tǒng)流程圖樣氣處理：在氣體進(jìn)人分析儀前，在不損失或盡量少損失待測(cè)組分的前提下，對(duì)樣氣進(jìn)行除塵以及降溫除濕處理，獲得冷卻和干燥的樣氣。處理位置可在探頭后面或分析儀器柜前面。采樣后直接在探頭后處理的方式稱為前處理方式，采樣后將樣氣輸送到分析儀器柜前處理的方式稱為后處理方式。2.1.2前處理方式測(cè)量結(jié)果為干煙氣計(jì)量分析儀器多樣化樣氣處理：在氣體進(jìn)人分析儀前，在不損失或盡量少損失待測(cè)組分的樣氣采樣后經(jīng)過除塵、除濕處理，輸送過程中可避免水冷凝造成的有關(guān)問題。無需加熱采樣管系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，組件易于改進(jìn)和更換。探頭部分比較復(fù)雜，不利于檢修。雖然采樣氣體是干氣，傳輸距離仍然影響樣氣濃度。2.1.2.1前處理方式的特點(diǎn)樣氣采樣后經(jīng)過除塵、除濕處理，輸送過程中可避免水冷凝造成的有樣氣經(jīng)過過濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過兩級(jí)冷凝脫水，再經(jīng)細(xì)過濾器后進(jìn)入分析儀，對(duì)煙氣含量和濃度進(jìn)行分析。與熱—濕系統(tǒng)不同：經(jīng)過降溫、除濕處理，可以選用多種分析儀2.1.3后處理方式樣氣經(jīng)過過濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過兩級(jí)冷凝脫水，再需要加熱采樣管存在冷凝水的相關(guān)問題系統(tǒng)簡(jiǎn)單，能靈活適應(yīng)工程變化系統(tǒng)組件易于改進(jìn)或更換2.1.2.1后處理方式的特點(diǎn)需要加熱采樣管2.1.2.1后處理方式的特點(diǎn)抽取系統(tǒng)的基本部件主要包括：采樣探頭采樣伴熱管過濾器除濕系統(tǒng)采樣泵氣體分析儀等。2.1.4抽取系統(tǒng)的部件抽取系統(tǒng)的基本部件主要包括：2.1.4抽取系統(tǒng)的部件2.1.4.1采樣探頭采集煙氣，安裝過濾器和加熱器過濾器：過濾煙氣中的顆粒物。一般由燒結(jié)不銹鋼或多孔材料制成。加裝反吹功能（0.4—0.7MPa的空氣反吹）加熱器：安裝在組件上或繞在過濾器支撐物的外面

安裝探頭時(shí)與煙道成一定角度，冷凝在探頭中的水和酸就會(huì)返回到煙道。2.1.4.1采樣探頭采集煙氣，安裝過濾器和加熱器2.1.4.2采樣伴熱管連接采樣探頭和分析儀器用于在樣品輸送過程中，加熱樣氣，使樣氣的溫度始終高于煙氣中介質(zhì)冷凝的溫度。用于熱—濕系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)2.1.4.2采樣伴熱管連接采樣探頭和分析儀器2.1.4.2采樣伴熱管實(shí)際問題：保持整個(gè)采樣伴熱管均勻的溫度比較困難在冷凝器的低凹處，冷凝的水和酸會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的腐蝕增加如果在探頭處沒有充分濾除細(xì)顆粒物，管路會(huì)堵塞，而從加熱管中除去顆粒物是很困難的如果加熱絲斷了，難于發(fā)現(xiàn)斷裂處采樣管會(huì)因冷凝物或與采樣管發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)而被污染，消除污染同樣是困難的2.1.4.2采樣伴熱管實(shí)際問題：2.1.4.2采樣伴熱管安裝注意事項(xiàng)：現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)要盡量減少伴熱管的長(zhǎng)度?！怀^76m從探頭到除濕裝置或分析儀器的整條管路，傾斜度不得小于5°避免管路彎曲，避免與其他管路絞在一起加熱采樣管的長(zhǎng)度沒一節(jié)不超過15m，管路內(nèi)必須有3個(gè)測(cè)溫探頭。2.1.4.2采樣伴熱管安裝注意事項(xiàng)：2.1.4.2采樣伴熱管類型1恒功率電熱帶：恒功率電熱帶是將兩根相互平行的鍍鎳銅絞線外纏繞鉻合金電熱絲，每隔一固定距離即將電熱絲與導(dǎo)線焊接，形成一連續(xù)并聯(lián)的電阻。

通過改變加熱功率調(diào)節(jié)加熱溫度。2.1.4.2采樣伴熱管類型1恒功率電熱帶：2.1.4.2采樣伴熱管類型2自控溫電伴熱帶：采用PTC材料進(jìn)行加熱技術(shù)PTC效應(yīng)：電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)(PositiveTemperatureCoefficient)，特指材料電阻隨溫度升高而增大，并在某一溫區(qū)急劇增大的特性。具有PTC效應(yīng)的材料稱為PTC材料。加熱時(shí)，PTC材料的電阻隨之增加，當(dāng)PTC達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，PTC材料之電阻激增并大到可阻斷電流，使電伴熱帶之溫度不再升高，由此達(dá)到其自控溫度的目的。2.1.4.2采樣伴熱管類型2自控溫電伴熱帶：2.1.4.3除濕系統(tǒng)將煙氣溫度降到水蒸氣露點(diǎn)溫度以下，除去煙氣中的水份。常用方法為使用冷凝系統(tǒng)和干燥器。（1）半導(dǎo)體制冷利用帕爾貼效應(yīng)制冷。兩個(gè)不同導(dǎo)體組成的回路通電時(shí)，一個(gè)接頭吸熱，另一個(gè)接頭放熱。特點(diǎn)：輕便，幾乎沒有移動(dòng)部件；無噪聲，無污染；制冷量小，對(duì)環(huán)境要求苛刻。2.1.4.3除濕系統(tǒng)將煙氣溫度降到水蒸氣露點(diǎn)溫度2.1.4.3除濕系統(tǒng)（2）機(jī)械制冷原理與冰箱類似，用循環(huán)制冷劑和散熱片冷卻環(huán)境溫度。（3）滲透干燥器結(jié)構(gòu)與換熱器類似，不同之處在于采用合成材料做成的管道。這種管道的特點(diǎn)是只允許水蒸氣通過。當(dāng)管內(nèi)走煙氣，管外走干燥空氣時(shí)，煙氣中的水蒸氣大于干空氣中水蒸氣分壓，產(chǎn)生一個(gè)滲透壓，使煙氣中的水蒸氣水蒸氣通過管壁進(jìn)入干空氣中，達(dá)到除濕目的。2.1.4.3除濕系統(tǒng)（2）機(jī)械制冷2.1.4.3除濕系統(tǒng)（3）滲透干燥器特點(diǎn)：沒有機(jī)械部件。不需要冷卻水。增加干燥管的數(shù)量和長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)干燥能力。當(dāng)樣氣過濾布正常時(shí)易發(fā)生堵塞。溫度控制失當(dāng)時(shí)易發(fā)生冷凝。2.1.4.3除濕系統(tǒng)（3）滲透干燥器2.1.4.4采樣泵采樣泵是抽取系統(tǒng)的重要組件，用以將樣氣從煙道傳輸?shù)椒治鰞x器中。泵的能力應(yīng)滿足分析儀對(duì)抽氣量的要求:夠流量，夠壓力，不漏氣，不會(huì)因潤(rùn)滑油而被污染。

隔膜泵和射流泵2.1.4.4采樣泵采樣泵是抽取系統(tǒng)的重要組件，用2.1.4.4采樣泵（1）隔膜泵打氣筒可在樣氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)前使用隔膜泵，甚至能夠在受熱條件下運(yùn)行。氣體需要充分的過濾，泵受熱要適當(dāng)，最好安裝在一級(jí)冷凝除濕器的后面。通過旁路閥控制流量。（2）射流泵類似于真空泵。通過噴射空氣使采樣系統(tǒng)產(chǎn)生真空。2.1.4.4采樣泵（1）隔膜泵2.1.4.5細(xì)過濾器

粗過濾器除去樣氣中的大顆粒物，由于氣體分析儀幾乎要求完全除去0.5μm以上的顆粒物，所以要用細(xì)過濾器，放置在分析儀的前面。表面過濾器可以是除去一定粒徑顆粒物的濾紙。為使氣體通過，濾紙是多孔的。微孔的大小能阻止細(xì)顆粒物穿過的塊狀燒結(jié)濾料也用于制造過濾器，可濾去更細(xì)的顆粒物。2.1.4.5細(xì)過濾器粗過濾器除去樣氣中的大顆2.1.4.6氮氧化物轉(zhuǎn)換器

樣氣中存在的氮氧化物，常具有NO、NO2、N2O4等多種形態(tài)，其中除NO外，其他形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化極不穩(wěn)定，分析NOx總量是有意義的，需要將NOx轉(zhuǎn)化為NO才可對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)量。

2.1.4.6氮氧化物轉(zhuǎn)換器樣氣中存在的氮氧化2.1.4.6氮氧化物轉(zhuǎn)換器

原理：在轉(zhuǎn)換器外部通過加熱器加熱，使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部溫度達(dá)到氣體與轉(zhuǎn)換器內(nèi)轉(zhuǎn)換介質(zhì)催化物質(zhì)工作條件，樣氣從轉(zhuǎn)換器一端進(jìn)入，在轉(zhuǎn)換器內(nèi)通過吸附作用將NOx轉(zhuǎn)化為成分穩(wěn)定的NO

2NO2→2NO十O2

2.1.4.6氮氧化物轉(zhuǎn)換器原理：在轉(zhuǎn)換器外部2.1.5氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)分析儀器

一般來說，一臺(tái)分析儀包含整個(gè)系統(tǒng)的控制/顯示單元；測(cè)量單元(光學(xué)部件單元)；信號(hào)處理單元等。

2.1.5氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)分析儀器一般來說，2.1.5.1非分散紅外分析儀

雜原子分子，即含有2個(gè)或2個(gè)以上不同原子的分子，在紅外光譜區(qū)域有獨(dú)特的吸收特征。

SO2和NO等許多其他氣體吸收紅外光和紫外光(例如，SO2吸收7300nm，NO吸收530Onm的紅外光；SO2吸收280～32Onm，NO吸收195～225nm的紫外光)。利用污染物分子吸收特征波長(zhǎng)光的特點(diǎn)，根據(jù)朗伯-比耳定律，能夠測(cè)量出不同種類的污染物含量。2.1.5.1非分散紅外分析儀雜原子分子，即含2.1.5.1非分散紅外分析儀

對(duì)只含有相同原子分子，在紅外區(qū)域不產(chǎn)生特有的振動(dòng)，因此紅外吸收技術(shù)不能夠測(cè)量同原子分子，所以盡管煙氣樣品中含有大量的氮或氧，它們不會(huì)掩蓋樣品中其他氣體的吸收。2.1.5.1非分散紅外分析儀對(duì)只含有相同原子2.1.5.1非分散紅外分析儀

非分散紅外分析儀主要檢測(cè)二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、氯化氫等。常用的檢測(cè)方法有:簡(jiǎn)單非分散紅外(SimpleNonDispersiveInfraredNDIR)；Luft檢測(cè)器；紅外PAS(photo-acousticspectroscopy,光聲法)測(cè)量法；氣體過濾相關(guān)GFCNDlR(GasFilterCorrelation)；傅立葉變換FTlR(FourierTransformIn-FrarcdSpectroscopy)；差分光學(xué)吸收光譜法(DOAS)。

2.1.5.1非分散紅外分析儀非分散紅2.1.5.1非分散紅外分析儀

（1）簡(jiǎn)單非分散紅外簡(jiǎn)單NDIR分析儀用濾光片或其他的方法測(cè)量目標(biāo)分子在吸收峰中心波長(zhǎng)比較狹窄范圍內(nèi)的光吸收量。通過待測(cè)物質(zhì)對(duì)光能量吸收的程度檢測(cè)其濃度。（朗伯-比爾定律）2.1.5.1非分散紅外分析儀（1）簡(jiǎn)單非分散紅外2.1.5.1非分散紅外分析儀

（1）簡(jiǎn)單非分散紅外二氧化硫在紅外區(qū)域(7300nm)附近的光吸收進(jìn)行濃度測(cè)量，當(dāng)一束恒定的730Onm的紅外光通過含有二氧化硫氣體的介質(zhì)時(shí)，被二氧化硫吸收，光通量被衰減，測(cè)出衰減光通量，即可求出二氧化硫的濃度。氮氧化物和二氧化硫一樣，只是NO吸收光譜較弱。

2.1.5.1非分散紅外分析儀（1）簡(jiǎn)2.1.5.1非分散紅外分析儀

（1）簡(jiǎn)單非分散紅外為了克服光源的強(qiáng)度和其他因素的干擾，在簡(jiǎn)單NDIR分析儀中，由光源發(fā)出光穿過兩個(gè)氣室：參比氣室和樣品氣室。參比室：氮?dú)饣驓錃猓晃諆x器使用波長(zhǎng)的光，光強(qiáng)度的變化為光源強(qiáng)度變化及氣體對(duì)光的散射等樣品室：待測(cè)氣體，待測(cè)物吸收儀器使用波長(zhǎng)的光強(qiáng)度的變化為光源強(qiáng)度變化、氣體對(duì)光的散射以及待測(cè)物對(duì)光的吸收。2.1.5.1非分散紅外分析儀（1）簡(jiǎn)單非分散紅外2.1.5.1非分散紅外分析儀

（1）簡(jiǎn)單非分散紅外特點(diǎn)：適用于測(cè)量一種待測(cè)組分價(jià)格低，可靠耐用存在光譜干擾：干擾物與待測(cè)物吸收波長(zhǎng)范圍的光水蒸氣和CO2干擾較大，需要除去2.1.5.1非分散紅外分析儀（1）簡(jiǎn)單非分散紅外2.1.5.1非分散紅外分析儀

（2）Luft檢測(cè)器或串聯(lián)氣動(dòng)檢測(cè)器2.1.5.1非分散紅外分析儀（2）Luft檢測(cè)器或串2.1.5.1非分散紅外分析儀

（2）Luft檢測(cè)器或串聯(lián)氣動(dòng)檢測(cè)器2.1.5.1非分散紅外分析儀（2）Luft檢測(cè)器或串（3）光聲檢測(cè)器用紅外光直接照射氣體，當(dāng)照射光的頻率符合氣體諧振頻率時(shí)，部分光將被氣體吸收。分子吸收光后激發(fā)到較高的振動(dòng)能級(jí)，緊接著以發(fā)光和不發(fā)光的形式釋放能量返回到起始的振動(dòng)狀態(tài)。振動(dòng)激發(fā)釋放的能量的主要過程為非發(fā)光振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移，結(jié)果增加了氣體分子的熱能和氣體的壓力。當(dāng)照射光為調(diào)制光時(shí)，溫度和壓力同樣是調(diào)制的。調(diào)制壓力將導(dǎo)致產(chǎn)生聲波，可用測(cè)聲裝置，例如麥克風(fēng)測(cè)量（3）光聲檢測(cè)器用紅外光直接照射氣體，當(dāng)照射光的（3）光聲檢測(cè)器實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在光源和測(cè)量氣室之間放置一個(gè)斬光器，接通或斷開光束，壓力將交替地增加和減少，產(chǎn)生壓力脈沖或聲波信號(hào)。當(dāng)斬光器的脈沖頻率在20Hz～20kHz之間時(shí)，能夠由靈敏的麥克風(fēng)檢測(cè)密封在測(cè)量氣室中的分子吸收斬光產(chǎn)生的聲波。把不同的光學(xué)濾光片放置在斬光器和測(cè)量氣室之間的旋轉(zhuǎn)式圓盤中，能夠同時(shí)測(cè)量ppb級(jí)的多種有機(jī)和無機(jī)化合物。（3）光聲檢測(cè)器實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在光源和測(cè)量氣室（3）光聲檢測(cè)器靈敏度很高，用鎳鉻紅外光源，發(fā)射650～4000cm-1(2500～15400nm)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，檢測(cè)限低制ppb和ppm范圍;儀器非常穩(wěn)定，麥克風(fēng)是最穩(wěn)定傳感器，100年的漂移＜10%;動(dòng)態(tài)范圍達(dá)檢出限的100000倍測(cè)量氣室的體積很小，只有幾毫升，與傳統(tǒng)的光譜測(cè)定法測(cè)量氣室路徑長(zhǎng)20m的體積幾升的紅外測(cè)量室的作用相當(dāng)，測(cè)量氣室小意味著響應(yīng)時(shí)間快，僅僅需要少量的校準(zhǔn)氣體和樣品氣體光聲技術(shù)不像傳統(tǒng)的IR技術(shù)需要用許多的光學(xué)鏡，系統(tǒng)非常的穩(wěn)定光聲測(cè)量系統(tǒng)有獨(dú)特的零點(diǎn)穩(wěn)定性。（3）光聲檢測(cè)器靈敏度很高，用鎳鉻紅外光源，發(fā)射650～40（4）傅里葉變換FTIR傅里葉變換紅外光譜分析儀是基于光相干性原理而設(shè)計(jì)的干涉分光紅外分析儀?；贔TIR光譜技術(shù)原理的分析儀能夠同時(shí)測(cè)量多達(dá)50種化合物，極快的響應(yīng)時(shí)間并且交叉干擾比NDIR分析少。FTIR光譜儀主要部件有光源、麥克爾孫(Mickelson)干涉儀、樣品池、檢測(cè)器(常用TGS、MCT檢測(cè)器)、計(jì)算機(jī)。（4）傅里葉變換FTIR傅里葉變換紅外光譜分析儀是基于光相干（5）傅里葉變換FTIR掃描速度快，測(cè)量時(shí)間短，可在1s至數(shù)秒內(nèi)獲得光譜圖，比色散型儀器快數(shù)百倍。因此適于對(duì)快速反應(yīng)的跟蹤靈敏度高，檢測(cè)限低，可達(dá)10-9～10-12g，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行多次掃描進(jìn)行信號(hào)的疊加，提高了信噪比n1/2倍分辨本領(lǐng)高，波數(shù)精度一般可達(dá)0.5cm-1，性能好的儀器可達(dá)0.Olcm-1測(cè)量光譜范圍寬，波數(shù)范圍可達(dá)l0～]O4cm-1，涵蓋了整個(gè)紅外光區(qū)測(cè)量的精密度、重現(xiàn)性好，可達(dá)0.1，而雜散光小于0.01適用范圍廣，可以同時(shí)測(cè)量多種氣體成分。（5）傅里葉變換FTIR掃描速度快，測(cè)量時(shí)間短，可在1s至數(shù)DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(DifferentalOpticalAbsorptionSpectroscopy)的簡(jiǎn)稱。

差分吸收光譜法主要的優(yōu)點(diǎn)是可以在不受被測(cè)對(duì)象化學(xué)行為干擾的情況下來測(cè)量它們的絕對(duì)濃度；可以通過分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來同時(shí)測(cè)定幾種氣體的濃度。差分吸收光譜法的基礎(chǔ)也是朗伯比爾定律。（6）差分吸收光譜（DOAS）DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(Differen2.1.5.1非分散紫外當(dāng)分子處于紫外

(uv）區(qū)光譜

(短波，高能）的特征波長(zhǎng)光下時(shí)，能夠吸收紫外光的能量，使電子受到激發(fā)，向高能級(jí)躍遷。受激發(fā)的電子由于處于高能級(jí)的不穩(wěn)定狀態(tài)，會(huì)快速的損失能量返回到低能級(jí)。釋放能量的方式主要有四種。2.1.5.1非分散紫外當(dāng)分子處于紫外(uv）區(qū)2.1.5.1非分散紫外分離，吸收高能光子能夠引起電子完全脫離分子再發(fā)射，當(dāng)電子能量衰減返回到基態(tài)后發(fā)射同樣的光子熒光，當(dāng)電子能量衰減返回到基態(tài)時(shí)，在低于最初的吸收頻率發(fā)射光子，造成氣體發(fā)光磷光，與熒光的過程類似，但是在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間周期發(fā)生磷光。2.1.5.1非分散紫外分離，吸收高能光子能夠引起電子完全2.1.5.1非分散紫外非分散紫外分析儀在UV區(qū)運(yùn)行，應(yīng)用差分吸收技術(shù)。儀器測(cè)量SO2對(duì)紫外光的吸收，SO2吸收帶中心波長(zhǎng)為285nm。然后與在578nm波長(zhǎng)處的吸收進(jìn)行比較，578nm的波長(zhǎng)處沒有SO2吸收。采用差分技術(shù)，用參比波長(zhǎng)代替了參比氣室，從而計(jì)算出污染物含量。2.1.5.1非分散紫外非分散紫外分析儀在2.1.5.1紫外熒光紫外熒光方法測(cè)量二氧化硫的原理是當(dāng)190～230nm附近的紫外光照射到二氧化硫氣體后，二氧化硫分子吸收紫外光的能量受激發(fā)從高能級(jí)返回基態(tài)時(shí)發(fā)出熒光，熒光強(qiáng)度的大小反映出二氧化硫的濃度。2.1.5.1紫外熒光紫外熒光方法測(cè)量二氧化硫的原2.1.5.1紫外熒光2.1.5.1紫外熒光2.1.5.1紫外熒光

紫外熒光法對(duì)SO2的檢測(cè)靈敏度很高，可以檢測(cè)到ppb級(jí)的低濃度SO2，同時(shí)動(dòng)態(tài)范圍和線性度也比較好，因此被廣泛地應(yīng)用在環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。使用紫外熒光法測(cè)量高濃度SO2氣體時(shí)，需要配接稀釋采樣器。2.1.5.1紫外熒光紫外熒光法對(duì)SO2的檢測(cè)靈敏2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器化學(xué)發(fā)光是由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光能發(fā)射。氮氧化物等化合物吸收化學(xué)能后，被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，在由激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)時(shí)，以光量子的形式釋放能量。測(cè)量化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定的方法稱為化學(xué)發(fā)光法。2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器化學(xué)發(fā)光是由2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器由若干方法可以對(duì)NOx進(jìn)行化學(xué)發(fā)光測(cè)定，最廣泛使用的是臭氧的發(fā)光反應(yīng)。其反應(yīng)式為:NO

+O3=NO2*+O2NO2*

=NO2

+hv該反應(yīng)的發(fā)射光譜在600～3200nm范圍內(nèi)，最強(qiáng)發(fā)光波長(zhǎng)為1200nm。2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器由若2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器化學(xué)發(fā)光法測(cè)量NOx的靈敏度高、選擇性好，對(duì)于多種物質(zhì)共存的氣體，通過化學(xué)發(fā)光反應(yīng)和發(fā)光波長(zhǎng)選擇，可以不經(jīng)分離地有效測(cè)定至ppb級(jí)。

線性范圍寬達(dá)5～6個(gè)數(shù)量級(jí)。因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生化分析等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因?yàn)楣怆姳对龉苄盘?hào)正比于NO分子數(shù)，而不是NO濃度，所以必須小心地控制樣品的流量。2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器化學(xué)稀釋抽取式系統(tǒng)在采樣探頭頂部，通過一個(gè)音速小孔進(jìn)行采樣，并用干燥的儀表空氣在探頭內(nèi)部進(jìn)行稀釋，然后將稀釋后的樣氣送入分析儀進(jìn)行分析

。

由于樣品氣進(jìn)入分析儀之前未經(jīng)除濕，因此稀釋抽取式CEMS的測(cè)量結(jié)果為濕基濃度。2.2稀釋抽取式CEMS需要根據(jù)稀釋比計(jì)算濃度。稀釋抽取式系統(tǒng)在采樣探頭頂部，通過一個(gè)音速小孔進(jìn)行采2.2.1.1稀釋比稀釋比=(Q1十Q2)/Q2Q1是稀釋氣流量(升/分)，通過調(diào)節(jié)其值，稀釋比可以在一定范圍內(nèi)改變。將經(jīng)稀釋后的樣品（Q1+Q2）經(jīng)采樣管線送至煙氣檢測(cè)儀。2.2.1稀釋采樣系統(tǒng)2.2.1.1稀釋比2.2.1稀釋采樣系統(tǒng)2.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)1使用的監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍應(yīng)與實(shí)際抽取的樣品的預(yù)計(jì)的濃度(稀釋后)一致。

例如，預(yù)計(jì)煙氣中SO2最大濃度為560mg/L。SO2監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍為0～10mg/L。因此稀釋比最小為：

560/10=56/1。2.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)1使用的監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范2.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)1

實(shí)際抽取樣品稀釋后的預(yù)計(jì)濃度與使用的監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍應(yīng)一致。

例如：預(yù)計(jì)煙氣中SO2最大濃度為560mg/L。SO2監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍為0～10mg/L。因此稀釋比最小為：

560/10=56/1。2.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)1實(shí)際抽取樣品稀釋2.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)2

稀釋比應(yīng)保證在最低環(huán)境溫度下采樣管線內(nèi)不發(fā)生水蒸氣凝結(jié)。應(yīng)該取得以下系統(tǒng)參數(shù)：最低環(huán)境溫度；實(shí)際煙氣中水蒸氣百分含量的最大值。

例如：最低環(huán)境溫度為-5℃，實(shí)際煙氣水蒸氣最大百分含量為24%。

首先查表2-1，

-5℃，1×105Pa時(shí)水蒸汽百分含量為0.396。計(jì)算出最小稀釋比為24/0.396＝61:12.2.1.2確定稀釋比標(biāo)準(zhǔn)2稀釋比應(yīng)保證在音速臨界小孔采取耐熱玻璃和陶瓷材質(zhì)，小孔前端由石英過濾棉過濾，并經(jīng)過陶瓷孔板到達(dá)小孔。小孔的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于孔徑，當(dāng)小孔兩端的壓力差大于0.46倍以上時(shí)，氣體流經(jīng)小孔的速度與小孔兩端的壓力變化基本無關(guān)，而只取決于氣體分子流經(jīng)小孔時(shí)的震動(dòng)速度，即：產(chǎn)生恒流。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)稀釋探頭的真空度大于13inHg(約合44kPa)時(shí)，在絕大多數(shù)煙道條件下都能滿足音速小孔的恒流條件。2.2.1.3稀釋原理音速臨界小孔采取耐熱玻璃和陶瓷材質(zhì)，小孔前端（1）

煙道內(nèi)稀釋探頭煙道內(nèi)稀釋探頭完全暴露在煙氣中的部分，需選用耐熱耐蝕的鋁鉻鎳合金In-conel600，鎳基鋁合金HastelloyC276或不銹鋼304pyrex玻璃等材料，以避免探頭在煙氣中被腐蝕。2.2.1.4采樣探頭（1）煙道內(nèi)稀釋探頭2.2.1.4采樣探頭（1）煙道內(nèi)稀釋探頭為保證恒定的稀釋比，采樣探頭使用音速臨界小孔。

臨界小孔由硼硅酸鹽耐熱玻璃制成，最高工作溫度可達(dá)750℉(約399℃)。小孔的前部裝有一個(gè)由高純度石英纖維制成的精細(xì)過濾器

，過濾器被包裹以防過濾材料開縫。（1）煙道內(nèi)稀釋探頭為保證恒定的稀釋比，采樣（1）煙道內(nèi)稀釋探頭（1）煙道內(nèi)稀釋探頭探頭的取樣動(dòng)力來自文丘里管，一定體積的壓縮空氣

(一般是每分鐘3～7L)通過尖噴嘴吹進(jìn)文丘里管，造成真空。稀釋探頭采樣流量通常為0.1L/min，而直接抽取式探頭采樣流量大約3.5L/min，因此稀釋法探頭過濾器堵塞的壓力較小。（1）煙道內(nèi)稀釋探頭探頭的取樣動(dòng)力來自文丘里管，一定體積的壓縮空煙道外稀釋探頭工作原理與煙道內(nèi)稀釋探頭相似，均采用臨界小孔。不同之處在于，煙道外稀釋探頭將臨界小孔、文丘里管都設(shè)計(jì)在煙道外，同時(shí)增加了旁路抽氣泵(另外一個(gè)更大的文丘里管)，旁路抽氣泵將煙氣以1.5～5L/min的流量吸入到樣氣室，然后由主文丘里管吸人臨界小孔，完成稀釋采樣（2）煙道外稀釋探頭煙道外稀釋探頭工作原理與煙道內(nèi)稀釋探頭相似，（2）煙道外稀釋探頭（2）煙道外稀釋探頭稀釋空氣和零點(diǎn)校準(zhǔn)氣采用除塵、除水、除油，必要時(shí)需要除CO2、SO2和NOx的儀表空氣，它應(yīng)該是干燥的，露點(diǎn)為-30～-40℃，壓力(620

±68)kPa。2.2.1.5稀釋空氣凈化系統(tǒng)稀釋空氣和零點(diǎn)校準(zhǔn)氣采用除塵、除水、除油，必2.2.2.1SO2氣體分析儀稀釋抽取式SO2分析儀基本采用紫外熒光法。用波長(zhǎng)190～230nm紫外光照射樣品，則S02吸收紫外光被激發(fā)至激發(fā)態(tài)，即:SO2

+hv1=SO2*2.2.2分析系統(tǒng)2.2.2.1SO2氣體分析儀2.2.2分析系統(tǒng)2.2.2.1SO2氣體分析儀激發(fā)態(tài)SO2*不穩(wěn)定，瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出波峰為330nm的熒光，即：SO2*=SO2

+hv2發(fā)射熒光強(qiáng)度和SO2濃度成正比，用光電倍增管及電子測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量熒光強(qiáng)度，即可得知SO2的濃度2.2.2.1SO2氣體分析儀2.2.2.1SO2氣體分析儀2.2.2.1SO2氣體分析儀NOx分析儀采用化學(xué)熒光法。樣氣經(jīng)過濾，通過毛細(xì)管及模式閥門分別進(jìn)入NO2轉(zhuǎn)換室和反應(yīng)室，在此室NO與O3反應(yīng)產(chǎn)生特征熒光，熒光強(qiáng)度與NO濃度成正比，從光電倍增管得到熒光強(qiáng)度信號(hào)，從而得出NOx濃度。2.2.2.2NO-NO2-NOx氣體分析儀NOx分析儀采用化學(xué)熒光法。樣氣經(jīng)過濾，通過儀表空氣清潔系統(tǒng)由過濾器、無熱除水器、SO2/NOx切割器(1)無熱除水器現(xiàn)場(chǎng)提供的儀表空氣壓力應(yīng)大于6kg/cm2，這個(gè)壓力下的儀表空氣在經(jīng)過無熱出水器內(nèi)的過濾器時(shí)，水蒸氣被吸附。無熱除水器定期每30秒打開反吹電磁閥，將吸附在干燥器內(nèi)的水分吹出去，以此連續(xù)給設(shè)備提供干燥儀用空氣。(2)切割器切割器是在存儲(chǔ)罐內(nèi)填充特定的分子篩、活性炭或過濾物質(zhì)，以此去除儀表空氣內(nèi)的SO2和NOx等組分，降低對(duì)于測(cè)量的影響。2.2.2.2儀表空氣清潔系統(tǒng)儀表空氣清潔系統(tǒng)由過濾器、無熱除水器、SO2(1)保持現(xiàn)場(chǎng)清潔(2)穩(wěn)定供電(3)空調(diào)穩(wěn)定2.2.3系統(tǒng)影響(1)保持現(xiàn)場(chǎng)清潔2.2.3系統(tǒng)影響直接測(cè)量

(in-situ)式CEMS一般有以下兩類：一類傳感器安裝在探頭端部，探頭直接插入煙道，使用電化學(xué)或光電傳感器，測(cè)量較小范圍內(nèi)污染物濃度(相當(dāng)于點(diǎn)測(cè)量，如氧化鋯法測(cè)量煙氣含氧量)另一類傳感器和探頭直接安裝在煙道或管道上，傳感器發(fā)射一束光穿過煙道，利用煙氣的特征吸收光譜進(jìn)行分析測(cè)量，可以歸為線測(cè)量，可以采用紅外/紫外/差分光學(xué)吸收光譜/激光等技術(shù)。2.3直接測(cè)量式及DOAS原理CEMS直接測(cè)量(in-situ)式CEMS一般有根據(jù)探頭的構(gòu)造不同，直接測(cè)量式CEMS可以分為內(nèi)置式和外置式；根據(jù)光線是否兩次穿過被測(cè)煙氣可分為雙光程和單光程；有采用探頭和光譜儀緊湊相連的一體式結(jié)構(gòu)，也有將探頭和光譜儀分開的分體式結(jié)構(gòu)，探頭和光譜儀之間采用光纖進(jìn)行光信號(hào)傳輸。2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類型根據(jù)探頭的構(gòu)造不同，直接測(cè)量式CEMS可以分為內(nèi)置式2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類型2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類型

2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類型比較內(nèi)容優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場(chǎng)合內(nèi)置式單端安裝，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單只需要一個(gè)平臺(tái)震動(dòng)對(duì)測(cè)量影響小可以通過改變測(cè)量路徑的長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同濃度污染物的測(cè)量?jī)?nèi)置式探頭在有水滴的場(chǎng)合易受到污染火力發(fā)電水泥廠外置式光學(xué)鏡片全部在煙道外，不易受污染兩端安裝，需要兩個(gè)平臺(tái)受震動(dòng)影響大在污染物濃度較高，煙道直徑達(dá)的場(chǎng)合不適用金屬冶煉硫酸廠垃圾焚燒2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類型比較內(nèi)容優(yōu)點(diǎn)單波長(zhǎng)法雙波長(zhǎng)法差分吸收光譜法（DOAS）2.3.2直接測(cè)量式CEMS的測(cè)量原理單波長(zhǎng)法2.3.2直接測(cè)量式CEMS的測(cè)量原理單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單組分的測(cè)量。單組分：指試樣中只含有一種被測(cè)成分，或者在混合物中待測(cè)組分的吸收峰波長(zhǎng)并不位于其它共存物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)處。測(cè)量條件：選擇的吸收波長(zhǎng)處沒有其它物質(zhì)存在吸收；

最大吸收波長(zhǎng)。2.3.2.1單波長(zhǎng)法單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單組分的測(cè)量。單組分：指試樣中只含有一種被測(cè)成分，或者在混合物中待測(cè)組分的吸收峰波長(zhǎng)并不位于其它共存物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)處。測(cè)量條件：選擇的吸收波長(zhǎng)處沒有其它物質(zhì)存在吸收；

最大吸收波長(zhǎng)。2.3.2.1單波長(zhǎng)法單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單組分的測(cè)量。單組分：指試樣中只含有一種被測(cè)成分，或者在混合物中待測(cè)組分的吸收峰波長(zhǎng)并不位于其它共存物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)處。測(cè)量條件：選擇的吸收波長(zhǎng)處沒有其它物質(zhì)存在吸收；

最大吸收波長(zhǎng)。2.3.2.1單波長(zhǎng)法單波長(zhǎng)法又稱為絕對(duì)波長(zhǎng)法或峰值吸收法，它通常適用于單2.3.2.1單波長(zhǎng)法存在問題：粉塵干擾

粉塵導(dǎo)致透過光強(qiáng)It變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。儀器老化

儀器老化導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。交叉干擾

目前采用單波長(zhǎng)原理的儀器基本都是采用濾光片來實(shí)現(xiàn)的，一般濾光片的帶寬在20～30nm，探測(cè)器測(cè)量的It是這個(gè)波段內(nèi)光強(qiáng)的積分值。在CEMS領(lǐng)域，這個(gè)帶寬內(nèi)，一般都會(huì)有干擾。干擾導(dǎo)致透過光強(qiáng)It變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確校準(zhǔn)周期

儀器老化和光路污染均可導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0變化，因此需要通過頻繁的校準(zhǔn)來校正。光路污染

光路污染導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。2.3.2.1單波長(zhǎng)法存在問題：雙波長(zhǎng)法是利用選取的兩波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)差值與吸收度差值的比值來分析計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的濃度。選取實(shí)測(cè)吸收曲線上的兩個(gè)波長(zhǎng)λ1和λ2，計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)吸收度在兩波長(zhǎng)的差值A(chǔ)(λ1)－A(λ2)；然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線上同樣的兩個(gè)波長(zhǎng)，計(jì)算這兩個(gè)波長(zhǎng)處標(biāo)準(zhǔn)吸收系數(shù)的差值K(λ1)－K(λ2)。比較吸收系數(shù)在兩波長(zhǎng)的差值K(λ1)－K(λ2)和實(shí)測(cè)吸收度在兩波長(zhǎng)的差值A(chǔ)(λ1)－A(λ2)計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的濃度：2.3.2.2雙波長(zhǎng)法雙波長(zhǎng)法是利用選取的兩波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)差值與2.3.2.1雙波長(zhǎng)法存在問題：粉塵干擾粉塵導(dǎo)致透過光強(qiáng)It(λ1)和It(λ2)變化，由于是在兩個(gè)波段，而粉塵散射對(duì)光強(qiáng)的衰減在不同波段是不同的，因此會(huì)導(dǎo)致A(λ1)－A(λ2)隨粉塵濃度變化而變化。儀器老化儀器老化導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0(λ1)和I0(λ2)變化，同樣由于在兩個(gè)波段原始光強(qiáng)的變化不同，導(dǎo)致A(λ1)－A(λ2)隨儀器老化而變化。2.3.2.1雙波長(zhǎng)法存在問題：2.3.2.1雙波長(zhǎng)法存在問題：交叉干擾

目前采用單波長(zhǎng)原理的儀器基本都是采用濾光片來實(shí)現(xiàn)的，一般濾光片的帶寬在20～30nm，探測(cè)器測(cè)量的It是這個(gè)波段內(nèi)光強(qiáng)的積分值。在CEMS領(lǐng)域，這個(gè)帶寬內(nèi)，一般都會(huì)有干擾。干擾導(dǎo)致透過光強(qiáng)It變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確校準(zhǔn)周期

儀器老化和光路污染均可導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0變化，因此需要通過頻繁的校準(zhǔn)來校正。光路污染

光路污染導(dǎo)致原始光強(qiáng)I0變化，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。2.3.2.1雙波長(zhǎng)法存在問題：DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(DifferentalOpticalAbsorptionSpectroscopy)的簡(jiǎn)稱。

差分吸收光譜法主要的優(yōu)點(diǎn)是可以在不受被測(cè)對(duì)象化學(xué)行為干擾的情況下來測(cè)量它們的絕對(duì)濃度；可以通過分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來同時(shí)測(cè)定幾種氣體的濃度。差分吸收光譜法的基礎(chǔ)也是朗伯比爾定律。2.3.2.3差分吸收光譜法（DOAS）DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(Differen監(jiān)測(cè)儀器主要包括：光學(xué)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)電子學(xué)測(cè)量控制系統(tǒng)吹掃保護(hù)系統(tǒng)2.3.3采用DOAS技術(shù)的直接測(cè)量式CEMS監(jiān)測(cè)儀器主要包括：2.3.3采用DOAS技術(shù)的直接測(cè)量式C光學(xué)系統(tǒng)是完成煙氣光譜采樣的關(guān)鍵。光學(xué)系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩大部分組成，包括光源、透鏡、角反射器、狹縫和多道光譜儀等。光源發(fā)出的光經(jīng)過透鏡直接進(jìn)人煙道中，通過煙氣吸收后經(jīng)角反射器返回，由狹縫進(jìn)入光譜儀，由光柵分光，在光柵色散焦平面由二極管陣列探測(cè)器

(PDA)接收。2.3.3.1光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)是完成煙氣光譜采樣的關(guān)鍵。光學(xué)系統(tǒng)主（1）光源光源要求：發(fā)光強(qiáng)度高、穩(wěn)定、在檢測(cè)光譜區(qū)域有連續(xù)輻射（光譜范圍廣）和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。常用的紫外光源有以下幾種：汞燈紫外線金屬鹵化物燈(如鹵鎢燈等)氙燈氘燈（1）光源汞燈汞燈的光譜主要是原子的線狀光譜（313nm、365nm、254nm及297～303nm的幾條紫外譜線），光譜的連續(xù)性很差，一般用作波長(zhǎng)校準(zhǔn)、非分光紫外光度分析等。

紫外線金屬鹵化物燈

(如鹵鎢燈等)幾乎在200～400nm的整個(gè)范圍，紫外線金屬鹵化物燈都有輸出。紫外線金屬鹵化物燈的輻射大多數(shù)是金屬原子光譜的特征譜線。汞燈

氙燈氙燈在200～40Onm的紫外區(qū)域有連續(xù)的紫外輻射。因?yàn)殡诟邭鈮合碌姆烹姴皇强侩娮拥呐鲎布ぐl(fā)，而是靠高溫電弧的熱激發(fā)和正負(fù)離子的復(fù)合發(fā)光。而且當(dāng)燈電流和氙氣壓在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，其氙燈光譜分布幾乎是不變的。氙燈不僅可以連續(xù)工作，而且可以脈沖工作氘燈氘燈是輻射190～500nm波長(zhǎng)的連續(xù)紫外光源。它與氫燈相比具有紫外線強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。氙燈（2）光譜儀光譜儀主要作用是分光，將包含多種波長(zhǎng)的復(fù)合光以波長(zhǎng)進(jìn)行分解，然后從探測(cè)器上得出以波長(zhǎng)為坐標(biāo)排列的不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)分布。光譜儀按分光原理及分光元件的類別可以分為干涉光譜儀、棱鏡光譜儀和光柵光譜儀等。干涉光譜儀采用干涉原理進(jìn)行分光，具有雜散光低、光能利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但是光路設(shè)計(jì)復(fù)雜。而采用色散分光的光譜儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，一般都包括入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、聚焦光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器。常用的色散元件有棱鏡和光柵兩類。（2）光譜儀棱鏡分光棱鏡是利用不同波長(zhǎng)的光有不同的折射率而使復(fù)合光分開的光學(xué)元件。有立特魯棱鏡、考紐棱鏡等。其中紫外光區(qū)一般使用石英棱鏡。棱鏡分光光柵分光光柵是利用光的衍射和干涉作用使復(fù)合光色散。其特點(diǎn)是色散波長(zhǎng)范圍寬、具有良好而均勻一致的分辨能力、色散近于線性。光柵分光（3）探測(cè)器光電探測(cè)器是根據(jù)量子效應(yīng)，諸如產(chǎn)生由于吸收的光子的電子，將所接收到的光信息轉(zhuǎn)變成電信息的元件。其靈敏度本質(zhì)上隨光子能量輻射線的波長(zhǎng)而變化。在紫外分光光譜分析中常用的探測(cè)器一般為線陣探測(cè)器，有PDA、CCD、CMOS、NMOS等。（3）探測(cè)器機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括插入式氣體采樣管、二極管陣列探測(cè)器的線性檢測(cè)及本底測(cè)量裝置的機(jī)械驅(qū)動(dòng)。考慮到煙道中溫度很高，而且有SO2等腐蝕性很強(qiáng)的污染氣體，所以氣體通道包括測(cè)量槽及有關(guān)配件均采用不銹鋼、透紫外光的石英玻璃材料制作，氣體通道上的光學(xué)元件和密封元件均耐高溫、耐腐蝕。2.3.3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括插入式氣體采樣管、二極管陣列分析儀的各個(gè)部件通過電子學(xué)測(cè)量和控制系統(tǒng)，組合成為有機(jī)的整體。電子學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)涉及微弱信號(hào)檢測(cè)、自動(dòng)控制、軟件工程以及電源變換等多項(xiàng)技術(shù)。2.3.3.3電子測(cè)量和控制系統(tǒng)2.3.3.4電子測(cè)量和控制系統(tǒng)吹掃保護(hù)系統(tǒng)由空氣凈化裝置、吹掃風(fēng)機(jī)、管路、信號(hào)檢測(cè)等部分組成。分析儀的各個(gè)部件通過電子學(xué)測(cè)量和控制系統(tǒng)，組合成為有利用氣態(tài)污染物對(duì)特定波段的光具有吸收特性，選擇波段在200～320nm的紫外光作光源，在此波段內(nèi)水分子和其它氣體幾乎沒有吸收。入射光被污染物吸收后，經(jīng)光柵分光，由高靈敏二級(jí)管陣列探測(cè)器測(cè)量吸收光譜，并由此經(jīng)計(jì)算機(jī)利用反演算法得到污染物的種類和含量。由于計(jì)算是通過吸收峰來進(jìn)行的，是由譜線的峰值和谷值來反演出來的，而粉塵只是對(duì)整條譜線起著衰減的效果。2.3.3.5儀器的工作過程利用氣態(tài)污染物對(duì)特定波段的光具有吸收特性，選擇對(duì)于直接測(cè)量式CEMS，探頭結(jié)構(gòu)很重要。它關(guān)系到儀器在現(xiàn)場(chǎng)高塵的環(huán)境中能否正常穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行。利用高速空氣將鏡面和煙氣分開，或者利用壓縮空氣對(duì)鏡面進(jìn)行吹掃。

目的：避免煙氣污染鏡片。2.3.3.2探頭結(jié)構(gòu)對(duì)于直接測(cè)量式CEMS，探頭結(jié)構(gòu)很重要。它關(guān)直接測(cè)量式CEMS可以內(nèi)置校準(zhǔn)池，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可以在光路中放置標(biāo)氣池，進(jìn)行手工校準(zhǔn)。為了保證標(biāo)氣在標(biāo)定的過程中沒有發(fā)生變化，如由于泄漏、吸附、反應(yīng)等因素造成的濃度變化，一般采用流動(dòng)氣體來進(jìn)行氣體濃度的標(biāo)定。2.3.4直接測(cè)量式CEMS的標(biāo)定校準(zhǔn)方法直接測(cè)量式CEMS可以內(nèi)置校準(zhǔn)池，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校標(biāo)準(zhǔn)氣體以恒定的流量通過吸收池，最終吸收池內(nèi)氣體的濃度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣體的實(shí)際濃度，穩(wěn)定后記錄讀數(shù)。一般情況下，標(biāo)氣池長(zhǎng)度和儀器的測(cè)量光路不一定相同，這就需要計(jì)算等效濃度。按下式計(jì)算：N1L1=N2L2式中，N1為標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際濃度;N2為等效氣體濃度;L1為標(biāo)準(zhǔn)氣池的長(zhǎng)度;L2為測(cè)量路徑的實(shí)際長(zhǎng)度。2.3.4直接測(cè)量式CEMS的標(biāo)定校準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)氣體以恒定的流量通過吸收池，最終吸收池內(nèi)對(duì)于直接測(cè)量式CEMS，由于沒有取樣裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，日常維護(hù)主要工作是清潔探頭角反射鏡、更換吹掃風(fēng)機(jī)過濾器以及校準(zhǔn)。2.3.4日常維護(hù)及常見故障處理故障現(xiàn)象原因處理辦法備注光強(qiáng)弱光源老化更換光源系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)檢測(cè)功能，信號(hào)弱時(shí)進(jìn)行提醒鏡片污染或探頭堵塞清潔鏡片或探頭鏡片易污染吹掃風(fēng)機(jī)故障更換風(fēng)機(jī)，清潔鏡片過濾器必須定期更換對(duì)于直接測(cè)量式CEMS，由于沒有取樣裝置，結(jié)顆粒物連續(xù)監(jiān)測(cè)方法主要有對(duì)穿法、光散射法、動(dòng)態(tài)光閃爍法、靜電感應(yīng)法。由于各種方法的原理不同、發(fā)展歷史不同，各自都有不同的特點(diǎn)，其適用的條件也有不同。3顆粒物CEMS顆粒物連續(xù)監(jiān)測(cè)方法主要有對(duì)穿法、光散射法、動(dòng)態(tài)光閃爍煙塵顆粒物一般呈現(xiàn)為多孔的不規(guī)則形狀，由于燃燒過程和除塵過程的影響，實(shí)際的煙塵排放或監(jiān)測(cè)口煙塵顆粒的粒徑分布是各有不同的，大多數(shù)排放口煙塵顆粒的粒徑范圍在0～20μm。無論自然狀態(tài)的顆粒還是煙塵顆粒一般是荷電的，荷電的大小取決于溫度、比表面積、含水量及與摩擦碰撞相關(guān)的速度等，且與顆粒的物理化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)相關(guān)。3.1煙塵顆粒物的特性3.1.1顆粒物的物理特性煙塵顆粒物一般呈現(xiàn)為多孔的不規(guī)則形狀，由于燃顆粒物的光散射:光通過不均勻的介質(zhì)顆粒時(shí)，介質(zhì)顆粒中的偶極子所激發(fā)的次波和入射光相互疊加，介質(zhì)顆粒把入射光向四面八方散射的現(xiàn)象稱為顆粒物的光散射。散射截面:一個(gè)顆粒在單位時(shí)間內(nèi)散射的全部光能與入射光強(qiáng)之比。散射系數(shù):散射截面與顆粒的迎光面積之比。吸收截面:一個(gè)顆粒在單位時(shí)間內(nèi)吸收的全部光能與入射光強(qiáng)之比。吸收系數(shù):吸收截面與顆粒的迎光面積之比。3.1.2顆粒物的光學(xué)概念顆粒物的光散射:光通過不均勻的介質(zhì)顆粒時(shí)，介質(zhì)顆粒中的偶極子消光截面:一個(gè)顆粒在單位時(shí)間內(nèi)移去的全部光能與入射光強(qiáng)之比。消光系數(shù):消光截面與顆粒的迎光面積之比。(顆粒群的)濁度:單位體積內(nèi)(顆粒群)的總消光截面。不相關(guān)散射:當(dāng)顆粒之間的距離足夠大，一個(gè)顆粒的散射不因其他顆粒的存在而受影響。當(dāng)顆粒之間的距離大于顆粒直徑的3倍以上時(shí)，可以認(rèn)為顆粒群的散射為不相關(guān)散射。煙塵排放一般為不相關(guān)散射。3.1.2顆粒物的光學(xué)概念消光截面:一個(gè)顆粒在單位時(shí)間內(nèi)移去的全部光能與入射光強(qiáng)之比。單散射及復(fù)散射:顆粒散射的光全部來自于入射光稱為單散射，其他情況為復(fù)散射。顆粒群發(fā)生不相關(guān)單散射時(shí)，顆粒群的整體行為可用單個(gè)顆粒的散射行為代替。煙塵排放連續(xù)監(jiān)測(cè)的條件下，一般認(rèn)為當(dāng)不透光度大約大于0.4后復(fù)散射的影響就不能忽略了，這時(shí)儀器在單散射原理上建立的線性關(guān)系就存在不可忽略的高次非線性成分，需要進(jìn)行非線性修正。透光度:一束光通過介質(zhì)層耗散后，光束的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比。3.1.2顆粒物的光學(xué)概念單散射及復(fù)散射:顆粒散射的光全部來自于入射光稱為單散射，其他不透光度:一束光通過介質(zhì)層耗散后，被耗散的光強(qiáng)與入射光強(qiáng)度之比。光密度:透光度與不透光度與介質(zhì)顆粒濃度呈指數(shù)關(guān)系，對(duì)透光度取倒數(shù)后再取以10為底的對(duì)數(shù)形成的新的評(píng)價(jià)量稱為光密度。因光密度與介質(zhì)顆粒的濃度呈線性關(guān)系。對(duì)于對(duì)穿法而言使用光密度評(píng)價(jià)和描述測(cè)量過程更加方便。3.1.2顆粒物的光學(xué)概念不透光度:一束光通過介質(zhì)層耗散后，被耗散的光強(qiáng)與入射光強(qiáng)度之(1)測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大(2)測(cè)量范圍與現(xiàn)場(chǎng)條件相關(guān)(3)現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，對(duì)儀器安裝工藝提出更高的要求(4)其他影響3.1.3煙塵監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)(1)測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大3.1.3煙塵監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)對(duì)不相關(guān)單散射，當(dāng)顆粒粒徑分布及折射率不變情況下濁度只與單位體積內(nèi)顆粒物的個(gè)數(shù)呈正比關(guān)系，也就是說濁度與顆粒物的濃度呈正比關(guān)系，設(shè)比例系數(shù)為K，顆粒物質(zhì)量濃度為Cw3.2對(duì)穿法煙塵監(jiān)測(cè)儀4.2.1基本概念及原理結(jié)構(gòu)參數(shù)K、L確定后，測(cè)得光強(qiáng)I0及I，即可以得到煙塵的質(zhì)量濃度對(duì)不相關(guān)單散射，當(dāng)顆粒粒徑分布及折射率不變情第一代與第二代：?jiǎn)喂獬痰墓饴方Y(jié)構(gòu)。無法現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)第二代只是比第一代在光源穩(wěn)定性、電路等方面加以改進(jìn)。第三代：雙光程光路結(jié)構(gòu)，光源調(diào)制?，F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)4.2.2發(fā)展歷史第一代與第二代：?jiǎn)喂獬痰墓饴方Y(jié)構(gòu)。無法現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)4.2.2發(fā)零點(diǎn)校準(zhǔn)：插入擋光板輸出為零跨度校準(zhǔn)：插入跨度板輸出為校準(zhǔn)值插入的位置一般有兩種情況，一種情況在儀器擋塵鏡片和傳感器之間，另一種情況是擋塵鏡片在標(biāo)準(zhǔn)源和傳感器之間。后者的校準(zhǔn)過程可以消除掉鏡片污染造成的影響，而前者只有通過定期的檢查擦拭擋塵鏡片達(dá)到準(zhǔn)確校準(zhǔn)的目的。4.2.3對(duì)穿法煙塵監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)零點(diǎn)校準(zhǔn)：插入擋光板輸出為零4.2.3單光程無法解決現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)問題，使用受限輸出信號(hào)需要進(jìn)行線性化處理，能夠輸出質(zhì)量濃度信號(hào)雙光程法反射鏡需要使用角反射鏡選擇合適的測(cè)量范圍雙光程法測(cè)量區(qū)為兩倍的光束穿越距離選型時(shí)注意煙塵儀適用的煙道直徑，否則不能對(duì)焦安裝時(shí)要求同軸安裝4.2.3對(duì)穿法煙塵監(jiān)測(cè)儀使用特點(diǎn)單光程無法解決現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)問題，使用受限4.2.3對(duì)穿法煙塵監(jiān)隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)及法規(guī)更加嚴(yán)格，排放煙塵的濃度越來越低，電廠的煙塵排放一般在50mg/m3以下，超出對(duì)穿法的測(cè)量范圍。散射法：通過測(cè)量散射光能的大小得到煙塵的質(zhì)量濃度。特點(diǎn)：具有較高的分辨率，而且可以單端安裝，調(diào)試難度小。4.3散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀4.3.1基本概念隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)及法規(guī)更加嚴(yán)格，排放煙塵存在兩種形式：同軸和異軸同軸：發(fā)射光束與接收系統(tǒng)在同一軸線上異軸：發(fā)射光束與接收系統(tǒng)不再同一軸線上4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)存在兩種形式：同軸和異軸4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)同軸光路：測(cè)量取樣區(qū)由接收透鏡的口徑、接收光闌、焦距及探測(cè)器的有效接收面無的大小決定。出廠時(shí)既調(diào)整好，出場(chǎng)后一般不允許調(diào)整。4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)同軸光4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)異軸光路：測(cè)量區(qū)的位置更容易調(diào)整，只要改變光束的傾角即可方便地改變測(cè)量取樣區(qū)的位置。4.3.2散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)異軸光路：測(cè)量區(qū)的位置零點(diǎn)校準(zhǔn)：插入擋光板輸出為零跨度校準(zhǔn)：插入標(biāo)準(zhǔn)散射板輸出為校準(zhǔn)值4.3.3散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)零點(diǎn)校準(zhǔn)：插入擋光板輸出為零4測(cè)量區(qū)必須慎重考慮。位于煙塵探頭前0—5000mm范圍內(nèi)，一般都在1m以內(nèi)。測(cè)量區(qū)的位置。距離煙囪內(nèi)壁200mm以上；光束投射到對(duì)面煙囪壁上的反射信號(hào)贏處于一起的有效接收孔徑之外?？紤]對(duì)面煙囪壁的反射影響。4.3.4散射法煙塵監(jiān)測(cè)儀使用特點(diǎn)測(cè)量區(qū)必須慎重考慮。位于煙塵探頭前0—5000mm范圍內(nèi)，一動(dòng)態(tài)光閃爍法：一束高強(qiáng)度，截面積很小的光通過煙氣時(shí)，單個(gè)顆粒造成檢測(cè)器瞬時(shí)的輸出變化，通過檢測(cè)器輸出變化的頻段反應(yīng)顆粒物濃度。靜電摩擦法：探竿上的電荷可以通過顆粒物的摩擦產(chǎn)生，同時(shí)也可以感應(yīng)產(chǎn)生。如果顆粒物的介電特性、濕度、速度等不變情況下，探竿上的荷電量與顆粒物的濃度具有相關(guān)性。目前摩擦電荷法主要用于除塵設(shè)備的監(jiān)控報(bào)警。4.4其他煙塵監(jiān)測(cè)儀動(dòng)態(tài)光閃爍法：一束高強(qiáng)度，截面積很小的光通過煙氣時(shí)，單個(gè)顆粒煙塵煙氣

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（CEMS）羅超煙塵煙氣

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（CEMS）羅超煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：ContinuousEmissionMonitoringSystem，簡(jiǎn)稱

CEMS該系統(tǒng)對(duì)固定污染源顆粒物濃度和氣態(tài)污染物濃度以及污染物排放總量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息傳送到環(huán)保主管部門，以確保排污企業(yè)污染物濃度和排放總量達(dá)標(biāo)。1概述1.1CEMS的含義煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：ContinuousEmission污染物煙氣參數(shù)主要監(jiān)測(cè)對(duì)象（“十一五”期間）顆粒物氣態(tài)污染物SO2NOxCO、HCl氧含量煙氣流速煙氣濕度溫度、壓力主要監(jiān)測(cè)對(duì)象（“十一五”期間）顆粒物氣態(tài)污染物SO2NOxC顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)1.2CEMS的組成要求符合HJ/T75—2007和HJ/T76—2007顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)1.2CEMS的組成要求符合HJ/T75氣態(tài)污染物測(cè)量原理顆粒物測(cè)量原理含氧量測(cè)量原理流速測(cè)量原理煙氣濕度測(cè)量原理1.3CEMS的測(cè)量原理氣態(tài)污染物測(cè)量原理1.3CEMS的測(cè)量原理紅外光譜法紫外光譜法紫外熒光法（SO2）化學(xué)發(fā)光法（NOX）紫外差分吸收光譜（DOAS）法1.3.1氣態(tài)污染物測(cè)量系統(tǒng)原理完全抽取系統(tǒng)稀釋抽取系統(tǒng)直接測(cè)量法？紅外光譜法1.3.1氣態(tài)污染物測(cè)量系統(tǒng)原理完全抽取系統(tǒng)稀釋濁度儀光通過煙氣時(shí)光強(qiáng)度的變化，測(cè)量透過率光散射檢測(cè)儀光通過煙氣時(shí)，在預(yù)設(shè)角度測(cè)量散射光的強(qiáng)度閃爍法1.3.2顆粒物測(cè)量系統(tǒng)原理濁度儀1.3.2顆粒物測(cè)量系統(tǒng)原理氧化鋯分析儀（濕基氧濃度）順磁氧分析儀化學(xué)電池（便攜式）1.3.3含氧量測(cè)量系統(tǒng)原理氧化鋯分析儀（濕基氧濃度）1.3.3含氧量測(cè)量系統(tǒng)原理皮托管差壓法熱傳感系統(tǒng)超聲波流速檢測(cè)儀1.3.4流速測(cè)量系統(tǒng)原理皮托管差壓法1.3.4流速測(cè)量系統(tǒng)原理直接測(cè)量：電容式傳感器干濕氧法1.3.5煙氣濕度測(cè)量系統(tǒng)原理直接測(cè)量：電容式傳感器1.3.5煙氣濕度測(cè)量系統(tǒng)原理氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、硫化氫等有害氣體和一氧化碳、二氧化碳等燃燒物，主要對(duì)其進(jìn)行排放濃度和排放量的計(jì)算，同時(shí)監(jiān)測(cè)氧含量。2氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、硫采樣方式抽取采樣法完全抽取采樣前處理方式后處理方式稀釋抽取采樣內(nèi)稀釋方式外稀釋方式直接測(cè)量法內(nèi)置式測(cè)量外置式測(cè)量連續(xù)監(jiān)測(cè)的采樣方式采樣方式抽取采樣法完全抽取采樣前處理方式后處理方式稀釋抽取采直接抽取法是直接抽取煙道中的樣氣進(jìn)行分析的方法。存在問題：1煙氣中氣態(tài)污染物的濃度范圍大2分析儀器對(duì)樣品氣體的潔凈度要求很高3樣氣進(jìn)入分析儀器時(shí)待測(cè)組分沒有損失2.1直接抽取式CEMS采用紅外吸收和紫外吸收等測(cè)量原理配套煙氣處理系統(tǒng)直接抽取法是直接抽取煙道中的樣氣進(jìn)行分析的方法。存在問題：2直接抽取系統(tǒng)是直接從煙道或管道抽氣、濾除顆粒物，將煙氣送入分析儀的系統(tǒng)。依據(jù)配套的煙氣處理系統(tǒng)的區(qū)別，該系統(tǒng)可分為三種類型：“熱—濕”系統(tǒng)；在探頭后裝有“冷凝—干燥”系統(tǒng)；在分析儀前裝有“冷凝—干燥”系統(tǒng)直接抽取系統(tǒng)是直接從煙道或管道抽氣、濾除顆粒物，將煙氣送入分煙氣中氣體成分復(fù)雜，含水量高，有些成分如HCl、NH3極易被吸附，測(cè)量難度很大，例如垃圾焚燒排放。SO2和NOx遇冷凝水造成損失，并且腐蝕管路和分析儀器。熱—濕法是采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來，過濾后經(jīng)過伴熱傳輸，使煙氣在傳輸中不發(fā)生冷凝，然后進(jìn)入分析儀進(jìn)行分析檢測(cè)。2.1.1熱—濕系統(tǒng)煙氣中氣體成分復(fù)雜，含水量高，有些成分如HCl、NH3極易被采用直接高溫測(cè)量方法，能夠?qū)Πㄋ虷Cl、NH3在內(nèi)的污染物進(jìn)行多組分同時(shí)測(cè)量。測(cè)量過程中氣體不降溫，氣體成分不變，腐蝕減少。在高溫狀態(tài)下進(jìn)行粉塵過濾，取樣和反吹操作，提高了效率。2.1.1.1熱—濕系統(tǒng)的特點(diǎn)采用直接高溫測(cè)量方法，能夠?qū)Πㄋ虷Cl、NH3在內(nèi)的污染必須小心維持從探頭到分析儀所抽取的氣樣的溫度高于露點(diǎn)。如果加熱系統(tǒng)發(fā)生故障，濕氣將迅速地冷卻并污染整個(gè)系統(tǒng)，由此可能會(huì)腐蝕系統(tǒng)的部件、造成堵塞，甚至?xí)鸱治鰞x故障和損傷，致使整個(gè)系統(tǒng)崩潰。不利于檢修2.1.1.2熱—濕系統(tǒng)的特點(diǎn)必須小心維持從探頭到分析儀所抽取的氣樣的溫度高于露點(diǎn)。2.12.1.1.3熱—濕系統(tǒng)流程圖2.1.1.3熱—濕系統(tǒng)流程圖樣氣處理：在氣體進(jìn)人分析儀前，在不損失或盡量少損失待測(cè)組分的前提下，對(duì)樣氣進(jìn)行除塵以及降溫除濕處理，獲得冷卻和干燥的樣氣。處理位置可在探頭后面或分析儀器柜前面。采樣后直接在探頭后處理的方式稱為前處理方式，采樣后將樣氣輸送到分析儀器柜前處理的方式稱為后處理方式。2.1.2前處理方式測(cè)量結(jié)果為干煙氣計(jì)量分析儀器多樣化樣氣處理：在氣體進(jìn)人分析儀前，在不損失或盡量少損失待測(cè)組分的樣氣采樣后經(jīng)過除塵、除濕處理，輸送過程中可避免水冷凝造成的有關(guān)問題。無需加熱采樣管系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，組件易于改進(jìn)和更換。探頭部分比較復(fù)雜，不利于檢修。雖然采樣氣體是干氣，傳輸距離仍然影響樣氣濃度。2.1.2.1前處理方式的特點(diǎn)樣氣采樣后經(jīng)過除塵、除濕處理，輸送過程中可避免水冷凝造成的有樣氣經(jīng)過過濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過兩級(jí)冷凝脫水，再經(jīng)細(xì)過濾器后進(jìn)入分析儀，對(duì)煙氣含量和濃度進(jìn)行分析。與熱—濕系統(tǒng)不同：經(jīng)過降溫、除濕處理，可以選用多種分析儀2.1.3后處理方式樣氣經(jīng)過過濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過兩級(jí)冷凝脫水，再需要加熱采樣管存在冷凝水的相關(guān)問題系統(tǒng)簡(jiǎn)單，能靈活適應(yīng)工程變化系統(tǒng)組件易于改進(jìn)或更換2.1.2.1后處理方式的特點(diǎn)需要加熱采樣管2.1.2.1后處理方式的特點(diǎn)抽取系統(tǒng)的基本部件主要包括：采樣探頭采樣伴熱管過濾器除濕系統(tǒng)采樣泵氣體分析儀等。2.1.4抽取系統(tǒng)的部件抽取系統(tǒng)的基本部件主要包括：2.1.4抽取系統(tǒng)的部件2.1.4.1采樣探頭采集煙氣，安裝過濾器和加熱器過濾器：過濾煙氣中的顆粒物。一般由燒結(jié)不銹鋼或多孔材料制成。加裝反吹功能（0.4—0.7MPa的空氣反吹）加熱器：安裝在組件上或繞在過濾器支撐物的外面

安裝探頭時(shí)與煙道成一定角度，冷凝在探頭中的水和酸就會(huì)返回到煙道。2.1.4.1采樣探頭采集煙氣，安裝過濾器和加熱器2.1.4.2采樣伴熱管連接采樣探頭和分析儀器用于在樣品輸送過程中，加熱樣氣，使樣氣的溫度始終高于煙氣中介質(zhì)冷凝的溫度。用于熱—濕系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)2.1.4.2采樣伴熱管連接采樣探頭和分析儀器2.1.4.2采樣伴熱管實(shí)際問題：保持整個(gè)采樣伴熱管均勻的溫度比較困難在冷凝器的低凹處，冷凝的水和酸會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的腐蝕增加如果在探頭處沒有充分濾除細(xì)顆粒物，管路會(huì)堵塞，而從加熱管中除去顆粒物是很困難的如果加熱絲斷了，難于發(fā)現(xiàn)斷裂處采樣管會(huì)因冷凝物或與采樣管發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)而被污染，消除污染同樣是困難的2.1.4.2采樣伴熱管實(shí)際問題：2.1.4.2采樣伴熱管安裝注意事項(xiàng)：現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)要盡量減少伴熱管的長(zhǎng)度?！怀^76m從探頭到除濕裝置或分析儀器的整條管路，傾斜度不得小于5°避免管路彎曲，避免與其他管路絞在一起加熱采樣管的長(zhǎng)度沒一節(jié)不超過15m，管路內(nèi)必須有3個(gè)測(cè)溫探頭。2.1.4.2采樣伴熱管安裝注意事項(xiàng)：2.1.4.2采樣伴熱管類型1恒功率電熱帶：恒功率電熱帶是將兩根相互平行的鍍鎳銅絞線外纏繞鉻合金電熱絲，每隔一固定距離即將電熱絲與導(dǎo)線焊接，形成一連續(xù)并聯(lián)的電阻。

通過改變加熱功率調(diào)節(jié)加熱溫度。2.1.4.2采樣伴熱管類型1恒功率電熱帶：2.1.4.2采樣伴熱管類型2自控溫電伴熱帶：采用PTC材料進(jìn)行加熱技術(shù)PTC效應(yīng)：電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)(PositiveTemperatureCoefficient)，特指材料電阻隨溫度升高而增大，并在某一溫區(qū)急劇增大的特性。具有PTC效應(yīng)的材料稱為PTC材料。加熱時(shí)，PTC材料的電阻隨之增加，當(dāng)PTC達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，PTC材料之電阻激增并大到可阻斷電流，使電伴熱帶之溫度不再升高，由此達(dá)到其自控溫度的目的。2.1.4.2采樣伴熱管類型2自控溫電伴熱帶：2.1.4.3除濕系統(tǒng)將煙氣溫度降到水蒸氣露點(diǎn)溫度以下，除去煙氣中的水份。常用方法為使用冷凝系統(tǒng)和干燥器。（1）半導(dǎo)體制冷利用帕爾貼效應(yīng)制冷。兩個(gè)不同導(dǎo)體組成的回路通電時(shí)，一個(gè)接頭吸熱，另一個(gè)接頭放熱。特點(diǎn)：輕便，幾乎沒有移動(dòng)部件；無噪聲，無污染；制冷量小，對(duì)環(huán)境要求苛刻。2.1.4.3除濕系統(tǒng)將煙氣溫度降到水蒸氣露點(diǎn)溫度2.1.4.3除濕系統(tǒng)（2）機(jī)械制冷原理與冰箱類似，用循環(huán)制冷劑和散熱片冷卻環(huán)境溫度。（3）滲透干燥器結(jié)構(gòu)與換熱器類似，不同之處在于采用合成材料做成的管道。這種管道的特點(diǎn)是只允許水蒸氣通過。當(dāng)管內(nèi)走煙氣，管外走干燥空氣時(shí)，煙氣中的水蒸氣大于干空氣中水蒸氣分壓，產(chǎn)生一個(gè)滲透壓，使煙氣中的水蒸氣水蒸氣通過管壁進(jìn)入干空氣中，達(dá)到除濕目的。2.1.4.3除濕系統(tǒng)（2）機(jī)械制冷2.1.4.3除濕系統(tǒng)（3）滲透干燥器特點(diǎn)：沒有機(jī)械部件。不需要冷卻水。增加干燥管的數(shù)量和長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)干燥能力。當(dāng)樣氣過濾布正常時(shí)易發(fā)生堵塞。溫度控制失當(dāng)時(shí)易發(fā)生冷凝。2.1.4.3除濕系統(tǒng)（3）滲透干燥器2.1.4.4采樣泵采樣泵是抽取系統(tǒng)的重要組件，用以將樣氣從煙道傳輸?shù)椒治鰞x器中。泵的能力應(yīng)滿足分析儀對(duì)抽氣量的要求:夠流量，夠壓力，不漏氣，不會(huì)因潤(rùn)滑油而被污染。

隔膜泵和射流泵2.1.4.4采樣泵采樣泵是抽取系統(tǒng)的重要組件，用2.1.4.4采樣泵（1）隔膜泵打氣筒可在樣氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)前使用隔膜泵，甚至能夠在受熱條件下運(yùn)行。氣體需要充分的過濾，泵受熱要適當(dāng)，最好安裝在一級(jí)冷凝除濕器的后面。通過旁路閥控制流量。（2）射流泵類似于真空泵。通過噴射空氣使采樣系統(tǒng)產(chǎn)生真空。2.1.4.4采樣泵（1）隔膜泵2.1.4.5細(xì)過濾器

粗過濾器除去樣氣中的大顆粒物，由于氣體分析儀幾乎要求完全除去0.5μm以上的顆粒物，所以要用細(xì)過濾器，放置在分析儀的前面。表面過濾器可以是除去一定粒徑顆粒物的濾紙。為使氣體通過，濾紙是多孔的。微孔的大小能阻止細(xì)顆粒物穿過的塊狀燒結(jié)濾料也用于制造過濾器，可濾去更細(xì)的顆粒物。2.1.4.5細(xì)過濾器粗過濾器除去樣氣中的大顆2.1.4.6氮氧化物轉(zhuǎn)換器

樣氣中存在的氮氧化物，常具有NO、NO2、N2O4等