[实用新型]一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统

说明书

本申请要求2010年9月25日提交中国专利局、申请号为201020539945.8，发明名称为“一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本实用新型涉及烟气检测领域，特别是关于一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统。

背景技术

由于环境污染的日益加重和人类对于环境问题的重视，固定污染源的排污连续监测技术得以发展起来，尤其是锅炉等排放烟气污染物中的SO₂和NO_X气体监测技术得以发展。

20世纪70年代开始应用的抽取式烟气连续排放监测系统，其中又分为两种：完全抽取监测系统和稀释抽取监测系统。

完全抽取监测系统是从烟道中将烟气抽取出来，经过长距离的管路输送给分析仪测量。烟气测量前要经过许多处理，首先抽取后要过滤滤除颗粒物，为了防止出现冷凝水，需要对长距离的管路加热，进入分析仪前需要快速降温脱水，系统需要管路、阀门、冷却装置、加热管、抽气泵及气体输送和调节部件。烟气抽取探头极易堵塞、复杂的管路和大量的前处理过程，也造成系统复杂、故障率高、测量精度低和测量响应时间长等缺陷，同时在脱水时不可避免地造成SO₂溶解，产生SO₂浓度测量误差。

稀释抽取监测系统为解决完全抽取监测系统中SO₂溶解的浓度损失，采取将抽取的烟气经过干燥氮气上百倍的稀释，将烟气中的水分大幅降低，使其不会产生冷凝，然后经管路输送至分析仪测量。但由于烟道的压力、温度、组分的变化，特别是稀释抽取探头堵塞或结晶物的产生，使稀释比例产生误差，造成SO₂测量误差，大比例稀释后，SO₂浓度极低，对分析仪的灵敏度要求很高，用户要承担较高的仪器费用。同时稀释抽取监测系统基本为国外厂家设备，国内厂家的产品基本是引进国外产品集成，造成售后服务不好、维修费用高等问题。

20世纪90年代第二代烟气监测技术即直接监测系统发展起来，系统不需要将烟气抽取出烟道，只需要将光学测量探头插入烟道，烟气流过探头，探头发射的紫外线穿过烟气，紫外线到达顶端的反射镜反射回来，再次穿过烟气，两次经过烟气的紫外线被接收并转换为电信号，由于烟气中的SO₂和NO_X具有吸收紫外线的性质，测量发射和接收紫外线的强度差，可以计算SO₂和NO_X的浓度。

直接监测系统利用紫外光谱分析技术，直接在烟道内完成SO₂的浓度测量，其探头多使用开放式，即烟气直接穿过探头光学测量池，也有过滤开放式，即在开放式光学测量池外面套上陶瓷过滤圆筒，烟气中的颗粒物被滤除后再进入探头。直接监测系统不需要对烟气进行复杂的处理，烟气的温度、压力等状态没有改变，在烟道现场对烟气直接测量，因此具有结构简单，测量准确，相应快速的特点。但直接监测系统探头由于是开放的，无法将标准气体充入探头内进行校准，只能脱离烟道后校准。

直接监测系统使用紫外光谱分析技术，利用SO₂和NO_X对紫外光谱特定波长的吸收，将紫外光照射进探头，紫外光被衰减，衰减的紫外光被探头外的光电器件接收，且紫外光衰减的程度与气体的成分、浓度和光经过气体的长度有正比，朗伯-比尔定律总结了这种关系：

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