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煙氣預(yù)處理，讓測量更準(zhǔn)確

煙氣預(yù)處理
對于絕大多數(shù)氣體分析方法而言，我們都需要使用相應(yīng)的設(shè)備先從過程氣體中抽取部分氣體作為樣氣，并對其進(jìn)行預(yù)處理，再供給到分析傳感單元進(jìn)行分析計算，得出測量結(jié)果。
因此對于煙氣分析而言，煙氣預(yù)處理是非常重要的步驟。
預(yù)處理的重要性

煙氣預(yù)處理的定義：即先通過過濾器去除煙氣中的顆粒物，再將煙氣冷卻至一定溫度進(jìn)行干燥處理。

對煙氣進(jìn)行預(yù)處理的原因：
1.顆粒物易污染氣路和傳感器，進(jìn)而引起儀器故障；
2.當(dāng)水分為水蒸氣形態(tài)時，煙氣會被稀釋，稀釋比會隨著水蒸氣含量波動而變化，進(jìn)而測量結(jié)果也會隨之波動；
3.當(dāng)水分為液態(tài)時，液態(tài)水會與煙氣中某些易溶于水的物質(zhì)形成化合物，從而影響了該物質(zhì)的實際濃度，也影響了該物質(zhì)的測量結(jié)果；
4.水分會引起部分傳感器測量不準(zhǔn)確，比如對非分散紅外氣體傳感器的干擾、影響電化學(xué)傳感器過濾膜透氣率等。
通過煙氣預(yù)處理單元，可以實現(xiàn)：
將敏感的分析傳感單元與惡劣工況有效隔離；
將抽取的煙氣轉(zhuǎn)換為實際工況下潔凈的干態(tài)氣體；
利用預(yù)處理單元做一些應(yīng)用的擴展，靈活運用煙氣預(yù)處理單元，可將一臺采樣單元搭配多臺分析傳感單元進(jìn)行使用，也可將一臺分析傳感單元連接至多個采樣點（通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換氣路），實現(xiàn)多臺分析傳感單元之間的比較和多個采樣點之間的快速采樣切換。
煙氣抽取和預(yù)處理的工作機制，煙氣抽取和預(yù)處理示意圖

市場上用于煙氣抽取和預(yù)處理的裝置，或被設(shè)計成各自獨立的單元，或被設(shè)計成一個單元，但無論是何種設(shè)計，總的來說其組成和功能大致如下：

01 PART采樣探頭
首先，通過采樣探頭抽取煙氣。這些探頭由不同的材料制成，適用于不同的溫度范圍（比如：德圖工業(yè)煙氣采樣探頭）。
在探頭前端裝有粗濾器，同時在手柄處或軟管上裝有二級過濾器，有效去除顆粒物，探頭還連接有壓力傳感器和溫度傳感器，用于測量煙氣溫度和煙道壓力，便于擴展計算和調(diào)整采樣氣泵功率。
圖2：可選配前置過濾器的1200℃工業(yè)煙氣采樣探頭

02 PART樣氣管路
樣氣管路，或者是非加熱模式（極其高的環(huán)境溫度或非臨界氣體），或者是加熱模式，加熱模式是為了保持氣體溫度高于其露點進(jìn)而防止冷凝水的形成，避免易溶于水的氣體的損失。
可調(diào)溫式加熱型工業(yè)采樣探頭

03 PART氣體冷卻器
氣體冷卻器位于采樣探頭和分析傳感單元之間。煙道氣和過程氣總是或多或少含有一些水分，在高溫（高于露點）時水分以水蒸氣形式存在，而在低溫（低于露點）時水分以液滴形式存在。
當(dāng)煙氣中水分以液態(tài)形式存在氣路時，煙氣中易溶于水的成分會與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致測量結(jié)果失真。
同時，測量設(shè)備也可能會受到化學(xué)反應(yīng)（比如SO2與液態(tài)水的化學(xué)反應(yīng)）所形成的腐蝕性溶液的侵蝕和破壞。
通過氣體冷卻器（比如德圖內(nèi)置和外置帕爾貼煙氣預(yù)處理器），將煙氣冷卻至一定溫度（例如：4℃），除去煙氣中的絕大部分水蒸氣，冷卻后的煙氣幾乎接近于干態(tài)氣體，而冷卻器產(chǎn)生的冷凝水則通過蠕動泵抽取并排出。
德圖外置帕爾貼煙氣預(yù)處理器

帕爾貼冷卻煙氣過程中，煙氣中SO2損失率小于5%，為了擴展更多應(yīng)用工況，還可通過加酸型冷卻器更加有效地抑制SO2的損失。
圖5：testo 3007 加酸型低損失煙氣預(yù)處理采樣系統(tǒng)

04 PART分析傳感單元
分析傳感單元也包含有氣體過濾器（比如 testo 350 藍(lán)色版煙氣分析儀機身上的第三級粉塵過濾器）、冷凝水分離器，分別用于精細(xì)過濾和在沒有帕爾貼模塊的情況下的氣水分離，更進(jìn)一步對煙氣進(jìn)行預(yù)處理。
testo 350 藍(lán)色版煙氣分析儀的氣水分離器

結(jié)論
總之，通過煙氣預(yù)處理，
可以保護(hù)敏感的分析傳感單元，
減少引發(fā)儀器故障的可能性；
靈活擴展現(xiàn)場檢測分析的應(yīng)用。
*重要的是，輸出的煙氣進(jìn)入傳感器進(jìn)行分析計算時，確?？傻玫椒浅?zhǔn)確的氣體濃度值。

高濕工況選項
除了在上述提到的產(chǎn)品和技術(shù)原理外，德圖排放測量產(chǎn)品中另有其他特殊測量原理的產(chǎn)品，可針對高濕煙氣工況。

德圖 testo 370 高溫紅外煙氣分析儀，搭配全加熱采樣探頭進(jìn)行采樣測量時，由于其測量原理的特殊性，無需去除抽取煙氣中的水分即可進(jìn)行測量，同時也能分析出煙氣中水分含量，可應(yīng)用于諸多高濕煙氣測量工況，比如垃圾焚燒廠、燃煤電廠等。

德圖非加熱高濕低硫工況采樣探頭，利用特氟龍材料的疏水性，儀器通過其對煙氣進(jìn)行高流速采樣，再進(jìn)行冷卻除水，可以代替全加熱采樣探頭應(yīng)用在高濕煙氣工況，無需加熱，到現(xiàn)場即可立即進(jìn)行采樣測量。經(jīng)過多次高濕煙氣工況與全加熱采樣探頭的比較實驗，使用該采樣探頭的測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

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