煙塵煙氣連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

煙塵煙氣

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

〔CEMS〕羅超概述氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顆粒物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)容煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：ContinuousEmissionMonitoringSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)

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(mén)，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？濁度儀光通過(guò)煙氣時(shí)光強(qiáng)度的變化，測(cè)量透過(guò)率光散射檢測(cè)儀光通過(guò)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)連續(xù)監(jiān)測(cè)的采樣方式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(wèn)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(méi)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(lèi)型：“熱—濕〞系統(tǒng)；在探頭后裝有“冷凝—枯燥〞系統(tǒng)；在分析儀前裝有“冷凝—枯燥〞系統(tǒng)煙氣中氣體成分復(fù)雜，含水量高，有些成分如HCl、NH3極易被吸附，測(cè)量難度很大，例如垃圾燃燒排放。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(zhuān)用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來(lái)，過(guò)濾后經(jīng)過(guò)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)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(guò)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(guò)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)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)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，獲得冷卻和枯燥的樣氣。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(chēng)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(chēng)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采樣后經(jīng)過(guò)除塵、除濕處理，輸送過(guò)程中可防止水冷凝造成的有關(guān)問(wèn)題。無(wú)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。探頭局部比較復(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)樣氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過(guò)兩級(jí)冷凝脫水，再經(jīng)細(xì)過(guò)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(guò)降溫、除濕處理，可以選用多種分析儀2.1.3后處理方式需要加熱采樣管存在冷凝水的相關(guān)問(wèn)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)抽取系統(tǒng)的根本部件主要包括：采樣探頭采樣伴熱管過(guò)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2.1.4.1采樣探頭采集煙氣，安裝過(guò)濾器和加熱器過(guò)濾器：過(guò)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(guò)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。2.1.4.2采樣伴熱管連接采樣探頭和分析儀器用于在樣品輸送過(guò)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采樣伴熱管實(shí)際問(wèn)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(méi)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)生反響的物質(zhì)而被污染，消除污染同樣是困難的2.1.4.2采樣伴熱管安裝本卷須知：現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)要盡量減少伴熱管的長(zhǎng)度。——不超過(guò)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°防止管路彎曲，防止與其他管路絞在一起加熱采樣管的長(zhǎng)度沒(méi)一節(jié)不超過(guò)15m，管路內(nèi)必須有3個(gè)測(cè)溫探頭。2.1.4.2采樣伴熱管類(lèi)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(guò)改變加熱功率調(diào)節(jié)加熱溫度。2.1.4.2采樣伴熱管類(lèi)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(chēng)為PTC材料。加熱時(shí)，PTC材料的電阻隨之增加，當(dāng)PTC到達(dá)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，由此到達(dá)其自控溫度的目的。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)和枯燥器?！?〕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(méi)有移動(dòng)部件；無(wú)噪聲，無(wú)污染；制冷量小，對(duì)環(huán)境要求苛刻。2.1.4.3除濕系統(tǒng)〔2〕機(jī)械制冷原理與冰箱類(lèi)似，用循環(huán)制冷劑和散熱片冷卻環(huán)境溫度?！?〕滲透枯燥器結(jié)構(gòu)與換熱器類(lèi)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(guò)。當(dāng)管內(nèi)走煙氣，管外走枯燥空氣時(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(guò)管壁進(jìn)入干空氣中，到達(dá)除濕目的。2.1.4.3除濕系統(tǒng)〔3〕滲透枯燥器特點(diǎn)：沒(méi)有機(jī)械部件。不需要冷卻水。增加枯燥管的數(shù)量和長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)枯燥能力。當(dāng)樣氣過(guò)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。2.1.4.4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〔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(guò)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(guò)旁路閥控制流量?！?〕射流泵類(lèi)似于真空泵。通過(guò)噴射空氣使采樣系統(tǒng)產(chǎn)生真空。2.1.4.5細(xì)過(guò)濾器

粗過(guò)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(guò)濾器，放置在分析儀的前面。外表過(guò)濾器可以是除去一定粒徑顆粒物的濾紙。為使氣體通過(guò)，濾紙是多孔的。微孔的大小能阻止細(xì)顆粒物穿過(guò)的塊狀燒結(jié)濾料也用于制造過(guò)濾器，可濾去更細(xì)的顆粒物。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

原理：在轉(zhuǎn)換器外部通過(guò)加熱器加熱，使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部溫度到達(dá)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(guò)吸附作用將NOx轉(zhuǎn)化為成分穩(wěn)定的NO2NO2→2NO十O2

2.1.5氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)分析儀器

一般來(lái)說(shuō)，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。

2.1.5.1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(lèi)的污染物含量。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

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(guò)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

〔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(guò)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(guò)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)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(guò)兩個(gè)氣室：參比氣室和樣品氣室。參比室：氮?dú)饣驓錃?，不吸收儀器使用波長(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

〔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)器或串聯(lián)氣動(dòng)檢測(cè)器〔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)，局部光將被氣體吸收。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(guò)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(kāi)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(pán)中，能夠同時(shí)測(cè)量ppb級(jí)的多種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物。〔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?！?〕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)的干預(yù)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)干預(yù)儀、樣品池、檢測(cè)器(常用TGS、MCT檢測(cè)器)、計(jì)算機(jī)?！?〕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)快速反響的跟蹤靈敏度高，檢測(cè)限低，可達(dá)10-9～10-12g，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行屢次掃描進(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。DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(DifferentalOpticalAbsorptionSpectroscopy)的簡(jiǎn)稱(chēng)。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(lái)測(cè)量它們的絕對(duì)濃度；可以通過(guò)分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來(lái)同時(shí)測(cè)定幾種氣體的濃度。差分吸收光譜法的根底也是朗伯比爾定律?！?〕差分吸收光譜〔DOAS〕2.1.5.1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非分散紫外別離，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(guò)程類(lèi)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(méi)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)反響產(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(chēng)為化學(xué)發(fā)光法。2.1.5.1化學(xué)發(fā)光法NOx檢測(cè)儀器由假設(shè)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)光反響。其反響式為:NO+O3=NO2*+O2NO2*=NO2+hv該反響的發(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(guò)化學(xué)發(fā)光反響和發(fā)光波長(zhǎng)選擇，可以不經(jīng)別離地有效測(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。稀釋抽取式系統(tǒng)在采樣探頭頂部，通過(guò)一個(gè)音速小孔進(jìn)行采樣，并用枯燥的儀表空氣在探頭內(nèi)部進(jìn)行稀釋?zhuān)缓髮⑾♂尯蟮臉託馑腿敕治鰞x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。2.2.1.1稀釋比稀釋比=(Q1十Q2)/Q2Q1是稀釋氣流量(升/分)，通過(guò)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)2.2.1.2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

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)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＝61:1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(guò)濾棉過(guò)濾，并經(jīng)過(guò)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根本無(wú)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)說(shuō)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〔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局部，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，以防止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(guò)濾器

，過(guò)濾器被包裹以防過(guò)濾材料開(kāi)縫。〔1〕煙道內(nèi)稀釋探頭探頭的取樣動(dòng)力來(lái)自文丘里管，一定體積的壓縮空氣

(一般是每分鐘3～7L)通過(guò)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(guò)濾器堵塞的壓力較小?！?〕煙道內(nèi)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，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〔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)該是枯燥的，露點(diǎn)為-30～-40℃，壓力(620±68)kPa。2.2.1.5稀釋空氣凈化系統(tǒng)2.2.2.1SO2氣體分析儀稀釋抽取式SO2分析儀根本采用紫外熒光法。用波長(zhǎng)190～230nm紫外光照射樣品，那么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NOx分析儀采用化學(xué)熒光法。樣氣經(jīng)過(guò)濾，通過(guò)毛細(xì)管及模式閥門(mén)分別進(jìn)入NO2轉(zhuǎn)換室和反響室，在此室NO與O3反響產(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氣體分析儀儀表空氣清潔系統(tǒng)由過(guò)濾器、無(wú)熱除水器、SO2/NOx切割器(1)無(wú)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(guò)無(wú)熱出水器內(nèi)的過(guò)濾器時(shí)，水蒸氣被吸附。無(wú)熱除水器定期每30秒翻開(kāi)反吹電磁閥，將吸附在枯燥器內(nèi)的水分吹出去，以此連續(xù)給設(shè)備提供枯燥儀用空氣。(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(guò)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)(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)影響直接測(cè)量

(in-situ)式CEMS一般有以下兩類(lèi)：一類(lèi)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(lèi)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(guò)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(guò)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(kāi)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(lèi)型2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

2.3.1直接測(cè)量式CEMS的結(jié)構(gòu)類(lèi)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(guò)改變測(cè)量路徑的長(zhǎng)度來(lái)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)法又稱(chēng)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(méi)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(chēng)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(méi)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(chēng)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(méi)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2.3.2.1單波長(zhǎng)法存在問(wèn)題：粉塵干擾粉塵導(dǎo)致透過(guò)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)原理的儀器根本都是采用濾光片來(lái)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(guò)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(guò)頻繁的校準(zhǔn)來(lái)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。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(lái)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2.3.2.1雙波長(zhǎng)法存在問(wèn)題：粉塵干擾粉塵導(dǎo)致透過(guò)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(wèn)題：交叉干擾目前采用單波長(zhǎng)原理的儀器根本都是采用濾光片來(lái)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(guò)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(guò)頻繁的校準(zhǔn)來(lái)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。DOAS是光學(xué)差分吸收譜法(DifferentalOpticalAbsorptionSpectroscopy)的簡(jiǎn)稱(chēng)。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(lái)測(cè)量它們的絕對(duì)濃度；可以通過(guò)分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來(lái)同時(shí)測(cè)定幾種氣體的濃度。差分吸收光譜法的根底也是朗伯比爾定律。2.3.2.3差分吸收光譜法〔DOAS〕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)射和接收兩大局部組成，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(guò)透鏡直接進(jìn)人煙道中，通過(guò)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)〔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。

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)?！?〕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(lèi)別可以分為干預(yù)光譜儀、棱鏡光譜儀和光柵光譜儀等。干預(yù)光譜儀采用干預(yù)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(lèi)。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(kāi)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。光柵分光光柵是利用光的衍射和干預(yù)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?！?〕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。機(jī)械結(jié)構(gòu)局部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)?？紤]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)分析儀的各個(gè)部件通過(guò)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)等局部組成。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(méi)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(lèi)和含量。由于計(jì)算是通過(guò)吸收峰來(lái)進(jìn)行的，是由譜線的峰值和谷值來(lái)反演出來(lái)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(guò)程對(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(kāi)，或者利用壓縮空氣對(duì)鏡面進(jìn)行吹掃。目的：防止煙氣污染鏡片。2.3.3.2探頭結(jié)構(gòu)直接測(cè)量式CEMS可以?xún)?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(guò)程中沒(méi)有發(fā)生變化，如由于泄漏、吸附、反響等因素造成的濃度變化，一般采用流動(dòng)氣體來(lái)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)方法標(biāo)準(zhǔn)氣體以恒定的流量通過(guò)吸收池，最終吸收池內(nèi)氣體的濃度可以到達(dá)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)方法對(duì)于直接測(cè)量式CEMS，由于沒(méi)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(guò)濾器以及校準(zhǔn)。2.3.4日常維護(hù)及常見(jiàn)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(guò)濾器必須定期更換顆粒物連續(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、開(kāi)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煙塵顆粒物一般呈現(xiàn)為多孔的不規(guī)那么形狀，由于燃燒過(guò)程和除塵過(guò)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(wú)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、比外表積、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顆粒物的物理特性顆粒物的光散射:光通過(guò)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(chēng)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)概念單散射及復(fù)散射:顆粒散射的光全部來(lái)自于入射光稱(chēng)為單散射，其他情況為復(fù)散射。顆粒