直插激光式气体分析仪.docx

直插激光式气体分析仪1;前言出于对人民群众健康以及生活环境的保护，我国逐步加强了国家的环境保护措施，在法律中规定了排放物质的种类以及根据设施规模所决定的排放基准，按照各个地区的具体情况制订了总量规制标准。在垃圾燃烧以及产业废弃物燃烧设施排放有害废物中，制订了针对HCL的排放标准。在设施的排烟道出口处采用自动连续采样，废气通过吸收槽的电离法HCL测定法被广泛使用。另外，在大型发电锅炉方面，对于采用NH3法的脱销设备上的残存NH3测定，于HCL测量相同，也采用自动连续采样，用红外或者是化学发光法测量。在这里，我们介绍一下作为在日本富士电机推出不需要采样系统的直插式激光分析仪ZSS的构成，原理，特长以及用途。图1：直插式激光分析仪的主要构成部分2：装置的构成图1显示的是主要构成部分，本装置有发光部，受光部，控制部等部分组成。（1）发光部由红外半导体激光发光部以及控制其温度的回路，再加上半导体制冷部分构成。使其按照测定成分吸收波长稳定地发光。（2）受光部由热敏二极管，增幅回路，以及浓度检出回路构成。将通过烟道的光检出后变成电信号输出，根据电信号转换为对应的浓度信号。一般来说，发光部以及受光部安装在烟道的两侧，均带有角度调整机构以防止法兰的安装角度不正，方便调整调整光轴，发光部通过法兰固定在烟道壁上，带有为防灰尘以及防止镜面污染的气障设计。（3）控制部控制部地功能是向发光部以及受光部提供电源，将受光部传送来的电信号装换成相应的浓度信号并输出4-20MA的标准信号，具备针对气体温度以及气体压力的浓度补偿功能，提供浓度以及报警表示。图2：直插式激光气体分析仪的外观3：测定原理HCL以及NH3的分子在红外区域有自己独特的吸收矢量。图3为各种气体的吸收波长区域以及HCl的吸收矢量。红外线的吸收由线矢量决定。从发光部发出的激光在通过烟道的时候，依据lambert-beer 法则根据烟道内的气体浓度被吸收后到达受光部。这样，就可以根据受光强度测定烟道内的气体浓度。图4显示的是测定原理。激光是一种半幅值为10PM的半波长的光，通过变更驱动电压以及温度可以改变波长，也就是说他的波长是可变的。通过对被测气体的吸收线矢量为中心以一定周期的变调光照射后，可以得到具有周波特征的光信号，这样由于吸收造成的微量减衰信号就可以通过周波信号高质量的检出。4：激光分析仪的特点（1）维护成本低电离法通常需要每月更换两次电离液以及定期的维护工作。相对照的是，激光法通过光量检出对零点进行自动补正，所以具有优异的零稳定性，这使得激光法的维护周期可以为半年，甚至可以为1年。长时间的无维护期间，使得各种费用得到轻减，另外因为不再需要电离试液等因素，激光法的运行成本可以降至通常电离法的1/5另外，因为不需要定期的自动校正，也就没有了长时间没有检测上的空白，可以长时间连续的监视被测气体。（2）消费电力低气体吸引采样方式中是通过吸引使得气体到达分析部分，所以需要除尘，吸引，电子冷凝，另外还有为防止凝缩所需要的伴热导管(50W/m)。激光法是直接安装在烟道上所以不需要采样部分，消费电力在70VA左右，更加节能，更加环保。（3）可对应高粉尘环境采样法在测定时因为要顾及到除尘网堵塞的问题，所以需要短时间的关闭，这样就造成了测定的空白时间。不需要采样的激光法在发光面以及受光面全部采用空气气障，可以在高粉尘的环境下使用。（4）适用于控制系统采样法的测定安定时间需要几分钟。激光法只需要几秒钟，所以可适用于高速脱硝以及脱硫设备的控制上。通过不间断的测定，可以调整石灰以及NH3的注入量已达到降低成本的作用。（5）不受其他气体的干扰电离法受到其他卤素气体的干扰，红外线方式使用吸收波长域比较广泛，虽然通过特殊的光学过滤装置可以在一定程度上轻减，但是在测定原理上是受到其他气体干扰的。激光法的测定使用波长范围在1NM以下，另外也不选择有共生气体的波长区域，所以在原理上就排除了其他气体干扰的可能。（6）对低浓度领域也可以高精度的测量一般燃烧炉出口的HCL浓度在5PPM以下，本分析仪可以在10PPM的低浓度领域高精度的测量，在从来广泛应用的50-100PPM领域可以发挥更高的性能。5：性能参照下表被测气体组分HCL，NH3，HCL+H2O，NH3+H2O，O2、CO、CO2、CH4测量原理波长非分散红外方式(NDIR)设置方式交叉堆叠方式激光级别CLASS 1M(O2除外)测量量程NH3：0～10ppm?m(最小)O2：0～4vol%(最小)HCL:0～10ppm?m(最小)HCL+O2:0～50ppm(最小)H2O固定为50％?NH3+O2：同上测量光程长度0.5～10m(烟道、烟囱宽度)重复性±2.0% FS零点、量程漂移±2.0% FS/6个月(NH3 20ppm以下为±3.0%FS/6个月)响应速度(90%