烟尘烟气连续自动监测系统复习总

概述1、CEMS系统包括：颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、数据处理子系统。2、气态污染物CEMS采样方式有完全抽取系统、稀释抽取系统和直接测量法。3、完全抽取系统是采用专用的加热采样探头将烟气从烟道中抽取出来，并经过伴热传输，使烟气在传输中不发生冷凝，烟气传输到烟气分析机柜后进行除尘、除湿等处理后进入分析仪进行分析检测。4、完全抽取系统分析仪采用的分析原理主要是红外光谱吸收原理和紫外光谱吸收原理。（SO2：7.3um、NO：5.3um的红外光；SO2：280-320nm、NO：195-225nm和350-450nm的紫外光）5、氧化锆分析仪可以可以非常精确和可靠地测量O2。低成本但要得到较高精确度需经常维护。测量的是湿基氧的浓度，计算干基浓度时，还必须测量烟气湿度。第一章抽取式CEMS1、仪器的采样方式分为抽取采样法和直接测量法，抽取采样法又分为直接抽取法和采样稀释法；直接测量法又分为内置式测量和外置式测量。2、直接抽取法—热湿法是指加热采样管和输送气体到分析仪的管路，加热温度必须高于气体冷凝的温度。把热湿气体送入分析仪，至少要在探头上装有粗过滤器以除去颗粒物。3、热湿系统在取样过程中除减少了气体的粉尘浓度以外，其余的所有成分均保持不变。4、采用后处理方式，即在分析仪前处理，虽然便于检查处理系统，但必须使整个采样管保持适当的温度。由于气体传输途中环境温度远远低于采样气体温度，会造成传输管道结露而损失SO2、NOX，并腐蚀管道，所以要对采样探头、烟尘过滤器和传输管路加热。5、按规定加热采样管路的长度每一节不能超15m，管路内必须有3个测温探头，以保证控温精度。6、探头的过滤器由烧结不锈钢或多孔陶瓷材料制成。烧结不锈钢能滤去粒径1um以上的颗粒物。7、安装探头时与烟道成一定角度，冷凝在探头中的水和酸就会返回到烟道。8、采样伴热管加热温度应等于或高于烟气中介质冷凝的温度。9、PTC效应即电阻正温度系数效应，特指材料电阻随温度升高而增大，并在某一温区急剧增大的特性。10、电子制冷器原理：在两个不同导体组成的回路中通电时，一个接头吸热，另一个接头放热，这就是珀尔帖效应。改变输入直流电源的电流强度，就可以调整制冷或制热的功率。同时，通过改变直流电源的极性，就能使热量的移动方向逆转从而达到任意选择制冷或制热的目的。11、由于渗透干燥器没有机械部件，所以比制冷器有许多优点。不需要冷却阱，从而避免了冷凝水吸收被测污染物的问题。但渗透干燥器易被冷凝材料的微粒或样气不正确地过滤所引入的颗粒物堵塞。12、简答：隔膜泵的工作原理是机械冲程活塞或由连接棒移动活塞。隔膜为原形，由软金属片、特氟隆、聚氨酯和其他合成橡胶制成。隔膜往复运动，短脉冲方式移动气体，当隔膜上升，气流向下通过吸气阀进入泵的内腔；当隔膜被推下时，吸气阀关闭同时排气阀打开，气体进入采样管。因为只有泵腔、隔膜和阀与气体接触，故被气体污染的可能性将减至最小。13、样气中存在的氮氧化物，常具有NO、NO2、N2O4等多种形态，其中除NO外，其他形态的相互转化极不稳定，分析NOX总量只有意义的，只有将NOX转化为NO才可对仪器进行标定和测量。14、一般氮氧化物转换器的转换效率大于99%，加热温度大于180摄氏度。15、非分散红外分析仪主要检测SO2、NOX、CO、HCl等。常用检测方法有：简单非分散红外NDIR；Luft检测器；红外PAS测量法；气体过滤相关GFCNDIR；傅立叶变换FTIR；差分光学吸收光谱法DOAS。16、水蒸气和CO2在红外区域有强烈地吸收，因此在样品气体进入分析仪前，必须从样品除去。17、Luft检测器用多组分不分光红外模块可以在光路中插入一个校准气室。校准气室中可以填充一定浓度的校准气体，产生相当于终点标准气的气体吸收信号。因而，可以不需要标准气就实现仪器的定时标定。18、光声检测器的特点：①灵敏度很高②仪器非常稳定③动态范围达检出限的100000倍④测量气室的体积很小⑤响应时间快⑥光声系统测量气体的吸收。光声测量系统有独特的零点稳定性。19、气体过滤相关GFCNDIR采用相关气体滤光片技术可在同一检测室内测定不同的被测气体。20、傅立叶变换FTIR的最大特点是不需要对照参考物质频繁的校准分析仪。21、傅立叶变换FTIR光谱仪主要部件有光源、麦克尔孙干涉仪、样品池、检测器、计算机。22、傅立叶变换FTIR：当入射光是连续频率的多色光时，得到的是中心极大而向两侧迅速衰减的对称干涉图。23、差分光学吸收光谱法DOAS原理仍然服从郎伯-比尔定律。24、差分光学吸收光谱法DOAS：可调谐二极管激光检测器仅仅测量特定气体的游离分子的浓度，对与其他分子组成复杂化合物的分子和附着或溶解在颗粒物水滴上的分子不敏感。（就是说没有影响）25、当220nm的紫外光强恒定时，通过测量荧光强度的大小即可求出被测气体介质中SO2的含量。第二章稀释式CEMS1、稀释抽取式CEMS的测量结果为湿基浓度。2、稀释比必须满足两个标准：①稀释比应保证在最低环境温度下采样管线不会结露。②应取得以下系统参数：最低环境温度；实际烟气的水蒸气百分数含量最大值。3、简答：稀释原理：音速临界小孔采取耐热玻璃和陶瓷材质，小孔前端由石英过滤棉过滤，并经过陶瓷孔板到达小孔。小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46被以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而只取决于气体分子流经小孔时的震动速度，即产生恒流。当稀释探头的真空度大于13inHg（约合44kPa）时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恒流条件。4、烟道内稀释探头完全暴露在烟气中的部分，需选用耐热耐蚀的材料。5、稀释探头采样流量通常为0.1L/min，而直接抽取式探头采样流量大约3.5L/min，因此稀释法探头过滤器堵塞的压力较小。6、当系统能够满足设定的最小真空度要求时，音速小孔两端的压力差将大于0.46倍。7、探头的取样动力来自文丘里管。8、烟道外稀释探头工作原理与烟道内稀释探头相似，均采用临界小孔。不同之处在于，烟道外稀释探头将临界小孔、文丘里管都设计在烟道外，同时增加了旁路抽气泵（另一个更大的文丘里管），旁路抽气泵将烟气以1.5-5L/min的流量吸入到样气室，然后由主文丘里管吸入临界小孔，完成稀释采样。9、稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成。10、所有采样管线除真空管线外均为正压。11、稀释法采样管线无需进行全程或任意一段距离的保温。12、稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油，以及必要时除CO2和浓度过高的空气本底中的SO2和NOX的仪表空气。13、用波长190-230nm紫外光照射样品，则SO2吸收紫外光被激发至激发态。14、NO-NO2-NOX气体分析仪的发射光谱在600-3200nm范围内，最大发射波长为1200nm。15、仪表空气清洁系统由过滤器、无热储水器、SO2/NOX切割器组成。第三章直接测量式及DOAS原理CEMS1、直接测量式CEMS内置式和外置式探头比较：比较内容优点缺点适用场合内置式①单端安装，安装调试简单②只需一个平台③震动对测量的影响小④可以通过改变测量路径的长度来实现对不同浓度污染物的测量内置式探头在有水滴的场合易受污染火力发电厂、水泥厂等外置式光学镜片全部在烟囱（道）外，不易受污染①两端安装，需要两个平台，安装调试相对复杂②受震动的影响较大③在污染物浓度高，烟道（囱）直径大的场合不适用金属冶炼厂、硫酸厂、垃圾焚烧等2、单波长法通常适用于单组分的测量。所谓单组分指试样中只含有一种被测成分，或者在混合物中待测组分的吸收峰波长并不位于其他共存物质的吸收波长处。在这两种情况下，通常应选择在待测物质的吸收峰波长进行定量测定。因为在最大吸收波长处测定的灵敏度高，并且在吸收峰处吸光强度随波长的变化较小，测量时波长微小偏移，对测定结果影响不太大。如果一个物质有几个吸收峰，可选择吸光度最大的一个波长进行定量分析。3、单波长法存在以下几个问题：①粉尘干扰②仪器老化③交叉干扰④校准周期⑤光路污染4、双波长法存在以下几个问题：⑥粉尘干扰⑦仪器老化⑧交叉干扰⑨校准周期⑩光路污染5、差分吸收光谱法的基础也是郎伯比尔定律。6、SO2、NOX气体的可见—紫外吸收光谱中包含了许多由于分子振转能级不同而引起的精细结构，差分吸收光谱法就是一种根据气体分子的精细吸收特征来得到烟气浓度的数学处理方法。7、汞灯的光谱主要是原子的现状光谱，光谱的连续性很差。氙灯、氘灯等具有连续光谱的紫外光源是紫外分光光谱仪的理想光源。8、紫外光区一般使用石英棱镜。9、简答：紫外光源发出的宽带光谱经石英聚光透镜后通过光分束器，再由反射镜反射到准直透镜，通过前窗镜照射到探头后端的角反射镜上，探头窗镜上装有透光波段200—250nm的紫外滤光片。角反射镜反射光按原光路返回到光分束器上，然后经过准直透镜照射到光谱仪的入射狭缝上，通过光栅色散形成光谱。高灵敏度线阵CCD探测器将光信号转变为电信号，CCD探测器输出的信号经前置放大器放大后送入高速信号采集A/D和CPU处理单元；控制处理单元的功能是将该信号数字化并存入存储器，然后由系统总控制单元采用适当的算法对其进行处理得到SO2、NOX浓度、烟气温度等信息。在数据分析和处理中采用硬件和软件平均滤波技术，构成了差分吸收光谱测量系统，从而使光源强度随着时间的慢变化不影响测量精度。10、直接测量式CEMS采用风机将过滤后的洁净空气加速吹入探头内，高速的气体在镜面前形成一道风帘，将镜面和烟气分隔开来。这种方式的优点在于吹扫气体不会对测量路径中的污染气体产生扰动和稀释作用。11、一般采用流动气体来进行气体浓度的标定。第四章颗粒物CEMS1、颗粒物连续监测方法主要有对穿法、光散射法、动态光闪烁法、静电感应法。2、对穿法出现较早，技术及制造工艺也比较成熟，但其种类也较多。3、目前在现场使用的对穿法烟尘仪都属于双光程的对穿法烟尘监测仪。4、吸收截面：一个颗粒在单位时间内吸收的全部光能与入射光强之比。吸收系数：吸收截面与颗粒的迎光面积之比。消光截面：一个颗粒在单位时间内移去的全部光能与入射光强之比。消光系数：消光截面与颗粒的迎光面积之比。光密度：透光度与不透光度与介质颗粒浓度呈指数关系，对透光度取倒数后再取以10为底的对数形成的新的评价量称为光密度。5、第一代对穿法烟尘仪的一个主要特征是单光程的光路结构。第一代及第二代对穿法烟尘监测仪的共同特点是采用单光程的光路结构。第三代对穿法产品一个重要的特征是采用双光程光路结构。6、简答：对穿法烟尘监测仪的校准：首先让仪器工作在一个标准源下，如插入反光板，仪器的烟尘浓度输出应为零；插入反光板及跨度板，仪器的输出应为仪器第一次校准监测时的输出值。如果上述两个过程仪器的输出与设定值偏差超出仪器给定的准确度水平，则要进行第二步，通过仪器的调整机构将偏差归零。7、由于双光程对穿法烟尘监测仪采用双侧安装仪器，测量点对面需安装反射镜。反射镜一般采用角反射镜（不能采用镜面反射镜），只要入射光束对准了反射镜，光束就经180度原路返回发射端。如果反射不采用角反射镜，仪器的对中将成为一个难题。8、简答：散射法烟尘仪的校准：自动校准一般有一些校正约束条件，如镜头污染太严重会报警等。手动校准过程一般分为三步进行：将标准源（零点或跨度点）校准装置与主机连接；检测输出信号并与第一次检测的记录或者标准值比较；调节仪器的相应器件将偏差消除。9、静电感应法也称静电摩擦法。目前摩擦电荷法主要用于除尘设备的监控报警。第五章烟气参数连续测量1、在燃烧期间，由于使用了过量的空气导致燃烧锅炉和废弃物焚化炉烟气中出现了氧。2、氧化锆分析仪：抽取式分为烟道上抽取式，即采样探头插入烟道，测量池安装在烟道上；或抽取烟气，测量池安装在离烟道一定距离的分析仪中。3、测量原理：氧化锆在600度以上的高温条件下，它是氧离子的良好导体。4、“参比气输出“口比任何时间都要开放，保持与大气相通。5、经过细致测试工作后确认锆管内阻大于800欧姆，这时可确认氧传感器（电池）需要检修或更换。6、氧化锆传感器故