大气是环境的重要组成要素,并参与地球表面的各种活动,人类活动和某些自然过程不断与大气之间进行着各种物质与能量的交换。随着人类的科技进步,工业化大发展带来了性空气污染的加剧,严重威胁着人类的生存环境,危害着人类的健康,因此增强环保意识,加大治理环境力度是当今社会的重要任务之一。按照使用方式,烟气分析仪分为便携式烟气分析仪和在线式烟气连续监测分析仪,两种烟气分析仪在很多方面都有不同优劣。
1 使用特点
(1)便携式烟气分析仪的特点是重量小、携带方便、取样快捷、读数简便,能快速测量现场气体的浓度、温度、含湿量等,便于工作人员现场使用,投资小。
(2)在线式烟气连续监测分析仪的特点是能够连续不间断地对排放物进行监督、检测,随时读取现场数据并通过远端处理系统用微机进行记录、存储,可以对生产企业排放的烟气进行连续监测,以获取全面而完整的监测数据,但投资大。
2 测量原理
(1)便携式烟气分析仪一般采用电化学式传感器进行测量。电化学传感器是采用各种不同的 电极,利用敏感材料与被测物质中的分子、离子或生物质接触时所引起的电极电势、表面化学势的变化或所发生的表面化学反应或生物反应转换成电讯号而测定特定物质的浓度。
(2)在线式烟气连续监测分析仪采用非色散型红外线吸收式和电化学式或热磁式相结合的方式进行测量。例如在线式烟气连续检测仪,SO2、NOX、CO和CO2采用非色散型红外线(NDIR)方法,O2采用热磁式方法。非色散型红外线吸收气体浓度装置是利用不同气体成分在红外波段内均有不同的特征吸收波长,根据气体成分对某一特征吸收波长的吸收大小而确定气体的浓度,从而将气体成分的浓度信息转换为数字信息。其优点是可避免其它气体对被监测气体的干扰,实现了多种气体浓度的同时测量,且测量精度高。
3 检定方法
JJG968-2002规定了烟气分析仪的检定项目和方法以及计量要求。便携式烟气分析仪按照本规程的规定进行检定,在线式烟气连续监测分析仪没有相应的规程,也参照本规程进行检定。以自动烟尘(气)测试仪测量SO2为例,进行的计量检定项目主要如下:
(1)大流量
将流量计与分析仪进气口连接,启动分析仪抽气泵,调节流量计流量,观察能否达到使用说明书规定的流量。
(2)示值误差
仪器SO2的测量范围为,因此选用浓度值分别为
的标准气体,以规定的流量通入分析仪,读取稳定示值,计算得到的示值误差应不超过±5%。
(3)重复性
分析仪校准零点后,通入浓度值为mol/mol的标准气体,读取稳定示值,共测量6次,按照贝塞尔公式计算相对标准偏差。
(4)响应时间
响应时间是仪器示值从零点达到初次检定时稳定示值的90%处所需的时间。仪器校准零点后,先通入浓度值为的标准气体,读取稳定示值,作为仪器的初始值mol/mol),然后通入清洁空气,让仪器回零,再通入上述浓度的标准气体,同时用秒表记录仪器达到稳定初值90%的时间。
(5)稳定性
稳定性的检定在规程中规定的后续检定项目中为不需要检定的项目。对于便携式烟气分析仪可以不检,但由于在线式烟气连续监测分析仪需要连续、实时地进行监测,因此要对稳定性进行检定,以满足用户对仪器稳定性指标的要求。
值得注意的是,在整个检定过程中,需要配备流量稳定性优于2%的流量计,以尽可能减少流量计给仪器检定带来的误差影响。
4 校准方法
如果测量的示值误差超差,应对仪器进行校准。以3012H型自动烟尘(气)测试仪为例,对SO2传感器进行校准的步骤如下:
(1)将仪器面板烟气入口悬空5min,吸入清洁空气使SO2测量值稳定,通过修改SO2零点值使其测量值校准为零。零点数值减小,则测量值变高;零点数值增大,则测量值变低。
(2)将校准用的SO2标气接仪器面板上的烟气入口,当SO2测量值稳定时读取数值,通过计算判断示值是否超差,若超差,则按式(1)计算新倍率值:
假设用浓度值为的标准气体进行测量,测得结果为经计算仪器的示值误差为-8.8%,超出规程要求的±5%,仪器的原倍率为0.916,那么按式(1)计算的新倍率为1.004。然后进入仪器的“烟气标定”菜单,修改倍率值后保存,再重新进行测量,如果超差则重复上述步骤,直至不超差为止。
在线式烟气连续监测分析仪也可以按照使用说明书的要求对传感器进行校准,以得到准确的数据,从而实现对污染物的实时监测。
