連續污(wu)染物排放(fang)監測(ce)系統(tong)CEMS自上世紀八十年代應(ying)用(yong)于國內的(de)(de)(de)排放(fang)監測(ce)以來，在國內逐漸建立起對(dui)污(wu)染物的(de)(de)(de)排放(fang)監測(ce)網絡，系統(tong)安裝總數也(ye)接近兩(liang)萬套。其中多數采用(yong)了直接抽(chou)取式(shi)取樣加紅(hong)外氣(qi)體分(fen)析的(de)(de)(de)方法(fa)。隨著(zhu)國家對(dui)污(wu)染源控制的(de)(de)(de)加強，實際(ji)排放(fang)濃度(du)(du)逐年降(jiang)低，這(zhe)對(dui)紅(hong)外氣(qi)體分(fen)析儀(yi)器的(de)(de)(de)適(shi)用(yong)性提(ti)出(chu)了更高(gao)的(de)(de)(de)要求。尤其是在高(gao)濕(shi)低濃度(du)(du)條件下(xia)，對(dui)紅(hong)外氣(qi)體分(fen)析儀(yi)的(de)(de)(de)測(ce)試精(jing)度(du)(du)、分(fen)辨率、抗干擾(rao)性提(ti)出(chu)了更高(gao)的(de)(de)(de)要求。山(shan)東新(xin)澤就實際(ji)應(ying)用(yong)中特別關注的(de)(de)(de)抗水分(fen)干擾(rao)和分(fen)辨率等儀(yi)器性能探討如下(xia)。

?1. 紅外煙氣分析儀受水分干擾的消除方法

由于煙氣(qi)排放中(zhong)的(de)(de)水含量是(shi)影響(xiang)(xiang)二氧化硫和氮氧化物(wu)測定(ding)的(de)(de)主(zhu)要干擾(rao)物(wu)（參(can)考SO2紅外(wai)吸收(shou)光譜圖），水分(fen)(fen)干擾(rao)直接(jie)影響(xiang)(xiang)了儀器(qi)的(de)(de)測量精度。這也是(shi)為什么部分(fen)(fen)紅外(wai)氣(qi)體(ti)分(fen)(fen)析儀在(zai)(zai)實驗室條件(jian)下使用標(biao)準氣(qi)檢定(ding)時(shi)合格(ge)，在(zai)(zai)CEMS現(xian)場測試卻(que)達(da)不到要求的(de)(de)原因。

通常CEMS系(xi)統取樣中采取冷干法脫除水分(fen)，以防止水分(fen)冷凝和(he)水分(fen)干擾(rao)，但由于排(pai)放工況的變化和(he)冷凝效率的原因，冷凝器的出口露點往往存在波(bo)動。在高(gao)濕低(di)濃度條件下，水分(fen)的干擾(rao)往往超(chao)過了(le)儀(yi)器本身的測量誤(wu)差(cha)，干擾(rao)誤(wu)差(cha)尤為(wei)明顯。

消除水(shui)分干擾誤差(cha)的(de)方法通常兩種：一是(shi)(shi)采用(yong)脫水(shui)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，二是(shi)(shi)設置(zhi)(zhi)水(shui)分傳(chuan)感器(qi)并進行(xing)軟件(jian)補償。

采用(yong)(yong)(yong)脫水(shui)裝置的方法有采用(yong)(yong)(yong)高效干燥劑如無水(shui)高氯酸鎂，或(huo)者采用(yong)(yong)(yong)NAFION膜式干燥管。其主(zhu)要問題在(zai)于需要經常更(geng)換，人為增(zeng)加了運行(xing)(xing)維護成本(ben)。儀器生產廠家也(ye)有可能在(zai)檢定時使用(yong)(yong)(yong)脫水(shui)裝置，但(dan)是在(zai)運行(xing)(xing)時為減(jian)少運行(xing)(xing)費用(yong)(yong)(yong)不采用(yong)(yong)(yong)該裝置，造(zao)成實際(ji)運行(xing)(xing)中的性能改(gai)變，導致CEMS監(jian)測數據不確(que)定度(du)增(zeng)加。

采(cai)用水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)傳感器(qi)軟件補(bu)償的方法一般只(zhi)修正零點的水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)干(gan)擾，且(qie)低端的分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)(lv)較(jiao)低。對(dui)于(yu)同時含水(shui)(shui)和(he)含SO2,NO的氣(qi)體的修正精度很(hen)差。此外對(dui)于(yu)NO分(fen)(fen)(fen)析儀(yi)，由(you)于(yu)在(zai)相同的氣(qi)室(shi)長度下(xia)，NO的分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)(lv)低于(yu)H2O的分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)(lv)，采(cai)用水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)傳感器(qi)修正的方法對(dui)NO會造成很(hen)大的誤差。

那么如何真(zhen)正有效降低水(shui)分(fen)對(dui)紅外分(fen)析儀測量的(de)影響(xiang)呢(ni)？紅外煙氣(qi)分(fen)析儀在(zai)傳(chuan)統微流紅外傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)基礎上，增加了調水(shui)機(ji)構(gou)(gou)。它是通(tong)過(guo)將不同溫度下(xia)的(de)飽和空氣(qi)依次(ci)通(tong)入紅外傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，通(tong)過(guo)調節調水(shui)機(ji)構(gou)(gou)，使得含有非(fei)冷凝水(shui)的(de)氣(qi)體與N2的(de)信(xin)號一致。同時通(tong)過(guo)硬件調節及(ji)線性修正，來消除H2O（氣(qi)）對(dui)SO2、NOx的(de)干擾。進(jin)一步(bu)實驗(yan)結(jie)果還表(biao)明(ming)，通(tong)過(guo)該方法調節后的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)可以滿足各種水(shui)分(fen)含量條件下(xia)的(de)水(shui)分(fen)干擾消除，干擾的(de)程度可控制在(zai)5ppm以內。

?2. 低量程紅外煙氣分析儀分辨率的檢定

紅外測量(liang)原理(li)是基于郎伯(bo)比爾定(ding)律(lv)，即通過吸收光(guang)強的變(bian)化(hua)測定(ding)氣體濃度。當氣體濃度較小(xiao)時，光(guang)強變(bian)化(hua)也小(xiao)，若傳感器(qi)分辨(bian)率不夠(gou)，就無法響應濃度的變(bian)化(hua)。

很多儀(yi)器為提高零(ling)點(dian)穩定性(xing)，會(hui)采用(yong)(yong)不同的(de)算(suan)法，以保證減小零(ling)點(dian)的(de)波動(dong)；還(huan)有如前所述，為了補償(chang)水分的(de)干擾(rao)影(ying)響，也會(hui)采用(yong)(yong)零(ling)點(dian)補償(chang)方式。這樣的(de)直接結果就是零(ling)點(dian)附近儀(yi)器沒(mei)有反應(ying)。

實際應(ying)用中(zhong)低量程儀器的最大量程要求不(bu)高于200ppm，為(wei)保證測(ce)量可靠性(xing)，實際的分辨率應(ying)不(bu)大于1ppm。

檢定時可采(cai)用10ppm的標準氣(qi)(qi)體（SO2,NO），利用氣(qi)(qi)體分割器(qi)（配氣(qi)(qi)儀(yi)(yi)(yi)(yi)）將濃度(du)控(kong)制(zhi)(zhi)在5ppm，通(tong)入儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)內，讀(du)(du)取(qu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)的測量結果A，此后利用配氣(qi)(qi)儀(yi)(yi)(yi)(yi)將濃度(du)控(kong)制(zhi)(zhi)在4.9ppm，讀(du)(du)取(qu)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)的讀(du)(du)數B,連(lian)續(xu)多次（3次以上）測量得到A,B的平均值(zhi)，兩平均值(zhi)的差就(jiu)是儀(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)實際的分辨(bian)率。

只有解決水分(fen)干(gan)擾和分(fen)辨率的問題，煙氣分(fen)析儀才能真(zhen)正(zheng)滿(man)足高濕低濃度的測量要(yao)求，真(zhen)正(zheng)有效實(shi)現監控(kong)污染物排(pai)放，為減排(pai)提供(gong)切實(shi)準確的統計數據。

在(zai)CEMS煙氣分析(xi)儀(yi)使用過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)紅外線分析(xi)儀(yi)必須去(qu)除水分的影響(xiang)，所以在(zai)預處理(li)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)一般(ban)雙路冷凝器比較保險，還(huan)有弱酸性(xing)液(ye)體對分析(xi)儀(yi)的影響(xiang)也要考(kao)慮。

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