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阻容法測量原理的煙氣濕度儀的優(yōu)勢與應用
工業(yè)生產(chǎn)的煙氣排放造成了嚴重的大氣污染，對煙氣中的有毒有害氣體進行監(jiān)測是環(huán)境保護工作的一個重要方面。
CEMS是指對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測，并將信息實時傳輸?shù)街鞴懿块T的裝置,被稱為“煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)”,亦稱“煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)”或“煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)”。CEMS分別由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)組成。氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測氣態(tài)污染物SO2、NOx等的濃度和排放總量;顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煙塵的濃度和排放總量;煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)主要用來測量煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量、煙氣濕度等,用于排放總量的計算和相關(guān)濃度的折算。
CEMS往往基于干煙氣的條件對煙氣中污染物進行量化計算。但工業(yè)排放的煙氣并不是理想的干煙氣，總是含有一定的水分，煙氣濕度也是煙氣污染源監(jiān)測中的一個必測參數(shù)，其測量的準確度直接關(guān)系到污染物排放總量、濃度計算及煙氣凈化系統(tǒng)效率的評估。
根據(jù)我國《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)和《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T397-2007)中相關(guān)規(guī)定，排氣中水分含量應根據(jù)不同的測量對象選用冷凝法、重量法或干濕球法中的一種方法測定。冷凝法和重量法需在煙道內(nèi)抽取一定體積的煙氣，使之通過冷凝器或裝有干燥劑的吸濕器，間接測量排氣中的水分含量。而干濕球法則根據(jù)非飽和的氣體中含濕量與干濕球溫差之間存在函數(shù)關(guān)系，通過測量干球溫度和濕球溫度確定氣體含濕量。但這三種方法在實際采樣中都不很理想。重量法、冷凝法雖然測量精度高，但測試復雜，測試條件要求高，測試時間長，適用于測量精確度要求較高的工況。干濕球法測試簡單，但在煙氣溫度過高(260℃)、煙氣流速過高或過低、含高濃度的顆粒物、排放酸性氣體的工況，不能用其進行測量，因此，干濕球法通常用于大氣濕度測量。此外，冷凝法、重量法及干濕球法均為手工測量，無法滿足煙氣水分動態(tài)在線測量的要求。
煙氣濕度在線測量主要有陶瓷感濕(干濕氧法)和阻容法。
1.干濕氧法通過氧化鋯檢測器測定煙道的濕氧含量和在煙氣分析儀中內(nèi)置的氧傳感器測定的經(jīng)脫水后的干氧含量，根據(jù)標準換算方法可得到煙氣濕度,具有操作簡便、無需溫度穩(wěn)定的優(yōu)勢。但值得注意的是，現(xiàn)場無法提供同一測點的標準干氧，測量準確性存在一定偏差。同時依據(jù)氧化鋯的物理特性，如遇到工藝樣氣溫度猝然變冷，或含有大量水蒸氣時鋯管容易炸裂，且不宜測量含有還原性氣體的高溫煙氣，大大限制其在現(xiàn)場應用?；谧枞莘ㄩ_發(fā)的煙氣濕度儀是目前CEMS濕度測量中應用廣泛、成熟的技術(shù)，其測量原理是依據(jù)煙氣中含濕量變化與阻容法的電阻和電容值的變化間的函數(shù)關(guān)系，測量煙氣排氣中含有的水分量。該方法具有測量靈敏，方法簡單，受其他氣體干擾小的優(yōu)點。
2.阻容法測量煙氣濕度具有廣闊的發(fā)展前景。但其在高溫、強腐蝕性煙氣測量中需要注重對測量探頭的保護。此外，煙氣濕度隨煙氣溫度變化而發(fā)生變化，采用溫度補償還可減少水分測量的誤差，進一步測量的精度。阻容法濕度儀煙氣溫度測量范圍：0-180℃；煙氣濕度測量范圍：0-40%Vol。
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