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電化學(xué)氣體分析儀具有小型、輕便、快捷等優(yōu)點在我國應(yīng)用較多。但國內(nèi)傳感器制作技術(shù)有限大部分仍需進口傳感器使用成本較大。實際使用中電化學(xué)儀器還會普遍存在取樣流量、氣體交叉干擾以及前處理等方面的問題。
取樣流量對電化學(xué)儀器的影響
采用電化學(xué)傳感器設(shè)計的煙氣分析儀不論是國產(chǎn)儀器還是國外進口儀器在使用過程中經(jīng)常碰到“測不準(zhǔn)”問題，即在實驗室測試標(biāo)準(zhǔn)氣體是好的到了現(xiàn)場卻測不準(zhǔn)。這是因為電化學(xué)傳感器對流速的變化極為敏感。通常電化學(xué)類煙氣分析儀的測試讀數(shù)與采氣流速呈“正相關(guān)”。
HJ/T 57-2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》標(biāo)準(zhǔn)特別強調(diào)：“采氣流速的變化直接影響儀器的測試讀數(shù)”。
國家環(huán)境監(jiān)測總站《火力發(fā)電業(yè)建設(shè)項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中也寫道：“定電位電解法監(jiān)測儀器對采樣流量要求甚嚴(yán)監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示與采樣流量的變化成正比當(dāng)儀器采樣流量減小時（例如煙道負壓大于儀器抗負壓能力）監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯變小。在使用時為了減少測定誤差，儀器的工作流量應(yīng)與標(biāo)定（校準(zhǔn)）時的流量相等”。
而煙道內(nèi)煙氣既有正壓工況的也有負壓工況的甚至存在壓力忽大忽小的變化工況。極端情況下有些煙道還存在很大的負壓（如寶鋼燒結(jié)機頭負壓=20kPa）。針對大多數(shù)煙道負壓的情況居多很多電化學(xué)煙氣分析儀配置了大功率的取樣氣泵。這一措施僅能避免抽不出氣的問題仍然改變不了“負壓降低采氣流速”的問題。因此不管你是大功率泵還是小功率泵只要煙道有負壓檢測示值一定偏低。換句話說只要你現(xiàn)場采氣流速不等于實驗室標(biāo)定流速測試示值肯定不準(zhǔn)。
而現(xiàn)場測試過程中流速對測量結(jié)果的影響往往難以暴露只有當(dāng)測試數(shù)據(jù)明顯偏離時才會引起注意。所以對儀器操作人員提出了較高的要求必須嚴(yán)格控制儀器標(biāo)定和采樣的流量盡量保持一致。
氣體交叉干擾對電化學(xué)儀器的影響
電化學(xué)傳感器通過設(shè)置不同的電極電位使得傳感器對應(yīng)某一特定氣體敏感從而達到測定的目的。但對于電極電位相似的氣體會產(chǎn)生交叉干擾。
實際的應(yīng)用中燃油爐、燃氣爐、水泥廠的監(jiān)測過程中會出現(xiàn)SO2、NO測定值明顯偏低或檢測無的情況主要是因為排放煙氣中NO2的干擾原因。而在測定鍋爐、水泥窯、燒結(jié)機煙氣時往往會出現(xiàn)SO2測定值明顯偏大的情況主要是因為排放煙氣中CO的干擾原因。
雖然這些氣體的交叉干擾已知但由于干擾值的非線性和非重復(fù)性電化學(xué)儀器也無法對干擾值進行有效補償。所以當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時還必須選用其他測試方法重新測試。
預(yù)處理對電化學(xué)儀器的影響
電化學(xué)儀器的前處理普遍比較簡單主要由取樣探針、取樣管和過濾器組成。
一般在不采用濕法脫硫的煙道氣的含濕量不超過3% ,而采用濕法脫硫后的煙氣含濕量往往大于5%,如果脫硫設(shè)備脫水不好, 煙氣含濕量可高達12%。高含濕量的煙氣進入取樣管路后,由于溫度下降超過露點溫度, 取樣管路將產(chǎn)生冷凝水,并會吸收一部分煙氣中的SO2 , 導(dǎo)致進入傳感器的SO2 濃度降低,造成監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)負偏差甚至無。
也有少數(shù)高端的電化學(xué)儀器采用了加熱探針、伴熱管路以及冷凝除水的前處理系統(tǒng)來避免冷凝水對SO2的影響但成本過高不利于推廣。
長期使用儀器后由于煙氣濕度的影響在電化學(xué)傳感器的滲透膜表面會形成結(jié)露水；結(jié)露水會影響氣體分子的滲透從而導(dǎo)致測量結(jié)果偏低甚至測試不到目標(biāo)污染物。所以電化學(xué)儀器每次使用前應(yīng)抽取一段時間干燥清潔的空氣吹掃傳感器以保證測量準(zhǔn)確。
此外電化學(xué)傳感器使用壽命有限在超過量程測試時還容易出現(xiàn)“中毒”現(xiàn)象導(dǎo)致傳感器失效。基于這些原因便攜電化學(xué)氣體分析儀的使用范圍受到了一定的限制尤其在類似背景氣體復(fù)雜、高濕低濃度的測試條件下已經(jīng)不能滿足監(jiān)測或比對的要求。
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