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阻容法測(cè)量原理的煙氣濕度儀的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)的煙氣排放造成了嚴(yán)重的大氣污染，對(duì)煙氣中的有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)工作的一個(gè)重要方面。
CEMS是指對(duì)大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測(cè)，并將信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街鞴懿块T的裝置,被稱為“煙氣自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)”,亦稱“煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”或“煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。CEMS分別由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)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(cè)子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物SO2、NOx等的濃度和排放總量;顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)煙塵的濃度和排放總量;煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用來測(cè)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(jì)算和相關(guān)濃度的折算。
CEMS往往基于干煙氣的條件對(duì)煙氣中污染物進(jìn)行量化計(jì)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(cè)中的一個(gè)必測(cè)參數(shù)，其測(cè)量的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到污染物排放總量、濃度計(jì)算及煙氣凈化系統(tǒng)效率的評(píng)估。
根據(jù)我國《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)和《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T397-2007)中相關(guān)規(guī)定，排氣中水分含量應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象選用冷凝法、重量法或干濕球法中的一種方法測(cè)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(cè)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(cè)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(shí)際采樣中都不很理想。重量法、冷凝法雖然測(cè)量精度高，但測(cè)試復(fù)雜，測(cè)試條件要求高，測(cè)試時(shí)間長，適用于測(cè)量精確度要求較高的工況。干濕球法測(cè)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(jìn)行測(cè)量，因此，干濕球法通常用于大氣濕度測(cè)量。此外，冷凝法、重量法及干濕球法均為手工測(cè)量，無法滿足煙氣水分動(dòng)態(tài)在線測(cè)量的要求。
煙氣濕度在線測(cè)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(cè)器測(cè)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(cè)定的經(jīng)脫水后的干氧含量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(shì)。但值得注意的是，現(xiàn)場無法提供同一測(cè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)干氧，測(cè)量準(zhǔn)確性存在一定偏差。同時(shí)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(shí)鋯管容易炸裂，且不宜測(cè)量含有還原性氣體的高溫?zé)煔?，大大限制其在現(xiàn)場應(yīng)用?；谧枞莘ㄩ_發(fā)的煙氣濕度儀是目前CEMS濕度測(cè)量中應(yīng)用廣泛、成熟的技術(shù)，其測(cè)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(cè)量煙氣排氣中含有的水分量。該方法具有測(cè)量靈敏，方法簡單，受其他氣體干擾小的優(yōu)點(diǎn)。
2.阻容法測(cè)量煙氣濕度具有廣闊的發(fā)展前景。但其在高溫、強(qiáng)腐蝕性煙氣測(cè)量中需要注重對(duì)測(cè)量探頭的保護(hù)。此外，煙氣濕度隨煙氣溫度變化而發(fā)生變化，采用溫度補(bǔ)償還可減少水分測(cè)量的誤差，進(jìn)一步測(cè)量的精度。阻容法濕度儀煙氣溫度測(cè)量范圍：0-180℃；煙氣濕度測(cè)量范圍：0-40%Vol。
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