電化學煙氣分析儀.doc

電化學煙氣分析儀一、原理1、電化學氣體傳感器工作原理是：將待測氣體經(jīng)過除塵、去濕后進入傳感器室，經(jīng)由滲透膜進入電解槽，使在電解液中被擴散吸收的氣體在規(guī)定的氧化電位下進行電位電解，根據(jù)耗用的電解電流求出其氣體的濃度。 在一個塑料制成的筒狀池體內(nèi)安裝工作電極、對電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處于工作狀態(tài)。氣體在電解質內(nèi)的工作電極發(fā)生氧化或還原反應，在對電極發(fā)生還原或氧化反應，電極的平衡電位發(fā)生變化，變化值與氣體濃度成正比。可測量SO2、NO、NO2、CO、H2S等氣體，但這些氣體傳感器靈敏度卻不相同，靈敏度從高到低的順序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，響應時間一般為幾秒至幾十秒，一般小于1min；它們的壽命，短的只有半年，長則2年、3年，而有的CO傳感器長達幾年。 定電位電化學氣體傳感器的結構圖CO氣體傳感器工作電極電位與響應電流的曲線恒電位電路圖W工作電極；C對電極；R參比電極2、儀器一般由氣路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)兩部分組成，其工作原理是氣體采樣泵將煙氣經(jīng)采樣管送至傳感器的氣室，傳感器的輸出電信號通過電子線路將模擬信號放大，轉換成被測氣體的濃度。被測氣體通過滲透膜進入電解槽，傳感器電解液中擴散吸收的二氧化硫發(fā)生以下氧化反應：SO2 +2H2O SO42- +4H+ +2e與此同時產(chǎn)生對應的極限擴散電流i，在一定范圍內(nèi)其大小與二氧化硫濃度成正比，即： Z 電子轉移數(shù)； F 法拉第常數(shù)；S 氣體擴散面積；D 擴散常數(shù)； 擴散層厚度；i 極限擴散電流；C 二氧化硫濃度。在一定工作條件下， Z、F、S、D和均為常數(shù)。因此，電化學反應中流向工作電極的極限擴散電流i與被測的二氧化硫濃度C成正比。 二、儀器的結構流程圖 三、儀器使用的質量保證（應用注意事項）1、低溫必須考慮SO2的吸附問題。采用特氟龍管、加熱管線、帕爾貼冷卻器。2、樣氣經(jīng)過多級煙塵過濾器過濾顆粒物（主要是煤灰和礦物質），以及帕爾貼冷卻器除濕干燥，潔凈的樣氣進入傳感器參與化學反應，要得到穩(wěn)定的濃度值，從開始測量到可以讀數(shù)需要1-2分鐘的等待時間。3、清潔劑、去污劑、涂蠟、膠粘劑、甲醛等會影響儀器的正常操作。4、帕爾貼冷凝器耗電量大，只能在主電源供電條件下才能使用。5、不能使用充電電池操作儀器的手操器。6、每次測量結束請重新校準（操作1小時后），這樣可以得到更為準確的測量值。7.加熱探管僅在主電源供電條件下使用。取下加熱探管冷卻后，放回固定位置。四、維護方法電化學氣體傳感器大都是以水溶液作為電解質，電解質的蒸發(fā)或污染，常會導致傳感器的信號下降，使用壽命短；由于在空氣中有被測物質存在，傳感器中的有效成分被消耗，因此傳感器一旦被啟封，就視為參加了使用，即使沒用于測量，它的生命也在縮短；電化學型氣體傳感器的壽命期望值為2年，使用不當它的壽命可能更短，而傳感器更換的費用較高。因此如何保證其使用壽命，傳感器的正確維護對煙氣分析儀的使用尤為重要。1、儀器開機時，一定要在清潔的空氣中。測量完畢后，不要立即關機，儀器必須在清潔空氣保持運行時間510min，待儀器氣體顯示值降至10單位以下，保持儀器內(nèi)部處于新鮮空氣的環(huán)境，方可關機或停泵。因為傳感器長時間暴露在煙氣中會極大影響使用壽命，只有短時間與被測對象接觸，長期處于新鮮的空氣中即可維護其正常使用壽命。否則，傳感器容易“中毒”并加速傳感器的損耗。2、對于裝有粉塵過濾裝置的儀器，要及時更換過濾芯，避免粉塵進入傳感器內(nèi)，污染傳感器。對于便攜式儀器，不論儀器是否經(jīng)常使用，至少每隔23周充電一次，且采樣時電池電量不應低于30。3、有些廠商安裝了兩個泵：抽氣泵和內(nèi)置的清洗泵，在儀器連續(xù)監(jiān)測一段時間后，抽氣泵會關閉，在儀器內(nèi)部的清洗泵會自動開啟，抽取儀器周圍的清潔空氣，使儀器的傳感器得到充分的清洗，這樣也延長了傳感器的使用壽命。為了保證煙氣分析儀的精度和系統(tǒng)的完整性，對儀器還需要進行正常運行性流量檢查及示值標定。4、煙氣分析儀是通過抽取煙道中氣體到氣體傳感器，對被測量氣體檢測的，為利于煙氣排放，煙道常采用負壓，也就是說在煙道中如果儀器的泵抽力小，即泵的流量小，當負壓超過儀器中泵的吸力時，會導致實際測量數(shù)值偏低。因此，使用儀器時，既要根據(jù)測試工況的負壓范圍，選擇相應型號的儀器，還要對儀器的流量進行測量，一般儀器的流量要保證在07Lmin以上，才有可能保證儀器測量的準確性。5、日常工作中，可以根據(jù)本身具備的環(huán)境及條件選擇不同的方法進行示值標定，以保證儀器的正常運轉，但要對外出具公證數(shù)據(jù)時，則一定要到計量檢定部門按周期檢定，以保證儀器的準確性。其一：選擇潔凈的空氣，對儀器的零點進行標定。此時有害氣體的含量應為“零”，而氧的含量則應為209。其二，選擇純氮，通入氮氣氧傳感器的顯示應迅速下降為02mgm。以下，否則氧傳感器失效，而有害氣體的顯示應為“零”。其三，選擇一定體積質量的被測量標準氣體進行標定，按照儀器使用說明書對每個傳感器進行一一標定，如果發(fā)現(xiàn)示值誤差超過說明書給出的技術指標，可通過校準程序或儀器內(nèi)部電器指標的調整，對儀器進行調整。如果在使用中監(jiān)測的數(shù)據(jù)異常偏低，反應非常慢；或在標定過程中發(fā)現(xiàn)傳感器反應非常慢，線性誤差較大，無法調整；或是剛剛調整好，再進行測量數(shù)值又發(fā)生了變化，則可以考慮更換傳感器。在更換傳感器之后，也要對傳感器或儀器進行及時反復的標定，調