烟气分析方法及设备.docx

热动1111班 胡育均 201111422106当前烟气成分的测量方法及一些设备 烟气分析的方法有很多，有化学吸收法，电气测量法，红外线吸收法，色谱分析法等等。下面简单的介绍一下常用的分析仪器及方法。1.奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪是用选择吸收的方法来确定烟气中各种成分容积。吸收瓶内装氢氧化钾溶液，能吸收烟气中的CO2及SO2；吸收瓶内装有焦性没食子酸的碱溶液，能吸收烟气中的O2；吸收瓶内装氯化亚铜的氨氨熔液，吸收烟气中的CO，同时也能吸收O2。 试验时先往量筒内抽取烟气100mL，然后将烟气依次流过吸收瓶1、2、3进行选择性吸收，第一次吸收掉的是CO2、SO2，它们的和称RO2；第二次吸收掉的是O2；第三次吸收掉的是CO。RO2、O2和CO的分容积可从量筒上的刻度看出。由于量筒内烟气的原始容积是100mL，所以量筒上分容积的读数，就是该种成分的容积百分数。2.氧化锆氧量计 主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。在传感器内温度恒定的电化学电池产生一个毫伏电势，这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。 将此分析仪应用于燃烧监视与控制，将有助于充分燃烧，减少CO2、SOx及NOx的排放。 下面是测烟气中的含氧量的示意图:3.色谱分析技术 色谱分析方法是一种混合物的分离技术，与检测技术配合，可以对混合物的各组分进行定性或定量分析。混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异。气相色谱主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。当自动制样进样装置将多组份的分析物质推入到色谱柱时，由于各组分在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同，因此各组份在色谱柱的运行速度也就不同，经过一定的柱长后，顺序离开色谱柱进入检测器，经检测后转换为电信号送至数据处理工作站，从而完成了对被测物质全自动的定性定量分析。 气相色谱是色谱中的一种，在分离分析方面，具有如下一些特点： （1）灵敏度：可检出- 克的物质，可作超纯气体、高 分子单体的痕迹量杂质分析和空气中微量毒物的分析。 （2）高选择性：可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体 和各种同位素。 （3）高效能：可把组分复杂的样品分离成单组分。 （4）速度快：一般分析、只需几分钟即可完成，有利于指导和 控制生产。 （5）应用范围广：即可分析低含量的气、液体，亦可分析高含 量的气、液体，可不受组分含量的限制。 （6）所需试样量少：一般气体样用几毫升，液体样用几微升或 几十微升。成分分析结果 （7）设备和操作比较简单仪器价格便宜。色谱分析原理图4.质谱分析技术质谱法是将样品离子化，变为气态离子混合物，并按质荷比（m/z）分离的分析技术。质谱仪是实现上述分离分析技术,从而测定物质的质量与含量及其结构的仪器。质谱分析法是一种快速,有效的分析方法,利用质谱仪可进行同位素分析,化合物分析,气体成分分析以及金属和非金属固体样品的超纯痕量分析。在有机混合物的分析研究中证明了质谱分析法比化学分析法和光学分析法具有更加卓越的优越性，其中有机化合物质谱分析在质谱学中占最大的比重,全世界几乎有3/4仪器从事有机分析, 现在的有机质谱法，不仅可以进行小分子的分析，而且可以直接分析糖，核酸，蛋白质等生物大分子，在生物化学和生物医学上的研究成为当前的热点。当然也可以用它来分析锅炉烟气的成分了。质谱仪主要组成部分：真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器。真空系统：质谱仪的离子源、质量分析器和检测器必须在高真空状态下工作，以减少本底干扰，避免发生不必要的离子-分子反应。有机质谱仪的离子源的真空度应达10-310-4Pa,质量分析器和检测器的真空度应达10-410-5Pa。进样系统：进样系统的作用是将被分析物质（即样品）送进离子源。有机质谱和生物质谱的进样装置有a加热进样系统；b直接进样系统；c色谱进样。离子源：离子源的作用是将样品中的原子、分子电离成为离子，并使这些离子在离子光源系统的作用下会聚成有一定几何形状和一定能量的离子束，然后进入质量分析器被分离。有机质谱常用的离子源有电子轰击离子源（EI）,对热不稳定或高分子量化合物有化学电离源（CI）。质量分析器：质量分析器的作用是使离子按照质荷比的大小分离开来，以便得到按质荷比大小顺序排列成的质谱图。离子检测器：离子检测器用以测量、记录离子流强度，从而得出质谱图。在上述部件中，离子源的结构与性能对分析效果的影响极大，有人称之为质谱仪器的心脏，它与质量分析器、离子检测器皆为质谱仪器的关键部件。6.电化学烟气分析仪 电化学气体传感器工作原理是：将待测气体经过除尘、去湿后进入传感器室，经由渗透膜进入电解槽，使在电解液中被扩散吸收的气体在规定的氧化电位下进行电位电解，根据耗用的电解电流求出其气体的浓度。 在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体在电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。可测量SO2、NO、NO2、CO、H2S 等气体，但这些气体传感器灵敏度却不相同，灵敏度从高到低的顺序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，响应时间一般为几秒至几十秒，一般小于1min；它们的寿命，短的只有半年，长则2年、3年，而有的CO传感器长达几年。7.红外线气体分析仪 红外线气体分析仪的基本原理：其工作原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收。红外线分析仪常用的红外线波长为212m。简单说就是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器，从容器可以透光的两个端面的中的一个端面一侧入射一束红外光，然后在另一个端面测定红外线的辐射强度，然后依据红外线的吸收与吸光物质的浓度