便攜式煙氣分析儀的應(yīng)用
便攜式煙氣分析儀的應(yīng)用
隨著我國(guó)大氣污染防治力度逐年加大，我國(guó)污染物排放監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)逐步建立，污染物排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS系統(tǒng)安裝總量也接近2萬套。如何有效保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，成為環(huán)保和監(jiān)測(cè)部門關(guān)注的重點(diǎn)。
便攜式煙氣分析儀廣泛用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的比對(duì)和驗(yàn)證，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都采用了非色散紅外氣體分析方法，但便攜式煙氣分析儀仍采用電化學(xué)測(cè)量原理。不同原理測(cè)試方法的相關(guān)性和電化學(xué)原理儀器的抗干擾性在實(shí)際應(yīng)用中得到了突出。使用便攜式紅外煙氣分析儀代替電化學(xué)儀器已成為監(jiān)測(cè)和比對(duì)方法的必然趨勢(shì)。
便攜式煙氣分析儀的測(cè)量方法和原理
大多數(shù)主流煙氣分析儀使用電化學(xué)和非色散紅外測(cè)試原理。電化學(xué)儀器由進(jìn)口儀器改為國(guó)產(chǎn)儀器，但主要應(yīng)用儀器仍為以德圖或凱恩為代表的進(jìn)口儀器；近年來開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外儀器。在國(guó)內(nèi)逐步推廣，也開始批量國(guó)產(chǎn)化、小型化，*終實(shí)現(xiàn)了在便攜式煙氣分析儀中的應(yīng)用。
1、電化學(xué)測(cè)試原理
電化學(xué)試驗(yàn)法又稱恒電位電解法，是二氧化硫的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法之一。其核心器件電化學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)
二氧化硫（SO2）通過傳感器的滲透膜擴(kuò)散，進(jìn)入電解層，在恒電位工作電極上氧化；這就產(chǎn)生了一個(gè)極限擴(kuò)散電流，在一定范圍內(nèi)，它的電流大小與二氧化硫的濃度成正比。
電化學(xué)傳感器還可廣泛用于一氧化氮、氯化氫、硫化氫等氣體的測(cè)量。由于傳感器生產(chǎn)工藝和材料的特殊要求，目前仍主要依賴進(jìn)口。
2、非色散紅外測(cè)試原理
非色散紅外氣體檢測(cè)方法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。紅外傳感器的核心部件根據(jù)不同的應(yīng)用特點(diǎn)可分為雙光束、微流、麥克風(fēng)等不同類型。微流控紅外傳感器廣泛應(yīng)用于固定污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等主要污染物的測(cè)定。近年來，環(huán)保等相關(guān)部門也開始制定非色散紅外測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范測(cè)試方法的應(yīng)用。紅外微流控傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖1 電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)
二氧化硫（SO2）通過傳感器的滲透膜擴(kuò)散，進(jìn)入電解層，在恒電位工作電極上氧化；這就產(chǎn)生了一個(gè)極限擴(kuò)散電流，在一定范圍內(nèi)，它的電流大小與二氧化硫的濃度成正比。
電化學(xué)傳感器還可廣泛用于一氧化氮、氯化氫、硫化氫等氣體的測(cè)量。由于傳感器生產(chǎn)工藝和材料的特殊要求，目前仍主要依賴進(jìn)口。
2、非色散紅外測(cè)試原理
非色散紅外氣體檢測(cè)方法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。紅外傳感器的核心部件根據(jù)不同的應(yīng)用特點(diǎn)可分為雙光束、微流、麥克風(fēng)等不同類型。微流控紅外傳感器廣泛應(yīng)用于固定污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等主要污染物的測(cè)定。近年來，環(huán)保等相關(guān)部門也開始制定非色散紅外測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范測(cè)試方法的應(yīng)用。紅外微流控傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3、電化學(xué)分析儀的應(yīng)用分析
電化學(xué)分析儀具有體積小、重量輕、速度快等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)傳感器生產(chǎn)技術(shù)有限，大部分仍需進(jìn)口傳感器，使用成本較高。在實(shí)際使用中，電化學(xué)儀器一般會(huì)存在采樣流量、氣體交叉干擾、預(yù)處理等問題。
4、紅外分析儀的應(yīng)用分析
紅外氣體分析儀在污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用已經(jīng)取代了電化學(xué)儀器。隨著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)紅外技術(shù)的成功開發(fā)，便攜式紅外煙氣分析儀的普及已成為必然趨勢(shì)。
紅外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)用中存在的問題。然而，在實(shí)踐中，需要考慮水分、HC 化合物和測(cè)試分辨率的影響。
zui之后，利用電化學(xué)原理的便攜式煙氣分析儀在實(shí)際應(yīng)用中所反映的流量、干擾、結(jié)露等問題，極大地限制了其在監(jiān)測(cè)對(duì)比試驗(yàn)中的應(yīng)用。利用紅外原理的便攜式煙氣分析儀克服了電化學(xué)儀器的主要缺點(diǎn)，已開始逐步取代電化學(xué)儀器。為解決紅外檢測(cè)在應(yīng)用中的問題，便攜式紅外煙氣分析儀還應(yīng)解決水分干擾、HC干擾和高分辨率等問題，以提高便攜式紅外煙氣分析儀的適用性，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。