一、產(chǎn)品概述
鑄造廠超低煙氣在線分析儀運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術(shù)上進行了改進。并按照國家標準設(shè)計定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關(guān)量輸入輸出接口，可實現(xiàn)現(xiàn)場總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運行方便靈活。
鑄造廠超低煙氣在線分析儀（CEMS）是功能齊全，采用固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：
1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)，采用激光后散射單點監(jiān)測。
2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀（SO2、NOX、CO、CO2、HCL、HF、NH3）
3、煙氣含氧量、煙氣流量、壓力、溫度，濕度等煙氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)
4、數(shù)據(jù)處理與遠程通訊系統(tǒng)
二、技術(shù)說明
◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度；
◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)或紅外線NDIR分析技術(shù)；
◢ O2采用電化學氧電池；
◢ 濕度采用高溫電容法；
◢ 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法；
◢ 粉塵采用激光后散射法；
◢ 紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3、Cl2、H2S、O3等氣體；
◢ 與抽取熱濕法CEMS相比，本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、響應(yīng)速度快、維護方便等優(yōu)點；
◢ 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設(shè)備維護簡單等優(yōu)點；
◢ 本分析儀整機結(jié)構(gòu)緊湊，方便運輸和安裝。
◢ 系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集率≥90%，系統(tǒng)提供的檢測數(shù)據(jù)資料可用率≥90%，并具有查閱歷史數(shù)據(jù)功能。
◢ 輸出單位：對所檢測煙氣的各種參數(shù)，系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4～20mA標準模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3，流量計測出流速信號應(yīng)折算成體積流量Nm3/s輸出，溫度單位為℃。
◢ 系統(tǒng)能夠真正實現(xiàn)無人職守運行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報警功能，包括：測量元件/檢測探頭的失效、超出量程、采樣流量不足、反吹壓力低、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低、預(yù)處理系統(tǒng)故障、分析儀器故障等。
三、產(chǎn)品特點
維護方便，操作簡單；
氣體室具有微伴熱功能，減少透鏡清洗周期；
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，集成度高；
在引流泵的作用下，煙氣經(jīng)探頭、伴熱管線后直接進入氣體室，測量SO2和NOx濃度，再進入氧化鋯/濕度/引流泵模塊后，直接排出，系統(tǒng) 構(gòu)造簡單，集成度高，維護方便；
核心器件和算法全部自主研發(fā)；
核心器件包括光源、光譜儀、氣體室、濕度模塊、粉塵儀等全部自主研發(fā)；
DOAS算法自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強的市場競爭力。
煙氣：實指企業(yè)在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢氣污染，包括：SO2、NOx、顆粒物、含氧量、溫度、濕度、流量等。
排放：指企業(yè)把生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢氣排放到大氣中的過程。
連續(xù)：指企業(yè)的排放是一個連續(xù)的過程以及本系統(tǒng)的實時監(jiān)控也是一個連續(xù)的過程。
監(jiān)測：指本系統(tǒng)可以實時監(jiān)測企業(yè)對排放的廢氣中的有害物質(zhì)是否超標并同時向上級部門自動傳輸實時監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)：指本產(chǎn)品的硬件和控制軟件是一個整體。
氣體分析儀是測量氣體成分的流程分析儀表，在很多生產(chǎn)過程中，特別是在存在化學反應(yīng)的生產(chǎn)過程中，僅僅根據(jù)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進行自動控制常常是不夠的。由于被分析氣體的千差萬別和分析原理的多種多樣，氣體分析儀的種類繁多。氣體分析儀五種常用的類型：
1、熱導式
一種物理類的氣體分析儀表。它根據(jù)不同氣體具有不同熱傳導能力的原理，通過測定混合氣體導熱系數(shù)來推算其中某些組分的含量。這種分析儀表簡單可靠,適用的氣體種類較多,是一種基本的分析儀表。但直接測量氣體的導熱系數(shù)比較困難，所以實際上常把氣體導熱系數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再用電橋來測定。熱導式氣體分析儀的熱敏元件主要有半導體敏感元件和金屬電阻絲兩類。半導體敏感元件體積小、熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大,所以靈敏度高,時間滯后小。在鉑線圈上燒結(jié)珠形金屬氧化物作為敏感元件，再在內(nèi)電阻、發(fā)熱量均相等的同樣鉑線圈上繞結(jié)對氣體無反應(yīng)的材料作為補償用元件。這兩種元件作為兩臂構(gòu)成電橋電路，即是測量回路。半導體金屬氧化物敏感元件吸附被測氣體時，電導率和熱導率即發(fā)生變化，元件的散熱狀態(tài)也隨之變化。元件溫度變化使鉑線圈的電阻變化，電橋遂有一不平衡電壓輸出，據(jù)此可檢測氣體的濃度。熱導式氣體分析儀的應(yīng)用范圍很廣，除通常用來分析氫氣、氨氣、二氧化碳、二氧化硫和低濃度可燃性氣體含量外，還可作為色譜分析儀中的檢測器用以分析其他成分。
2、熱磁式
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體(氣體能被磁場所吸引的稱為順磁性氣體)，在不均勻磁場中受到吸引而流向磁場較強處。在該處設(shè)有加熱絲，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場吸引力減小，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場，由此造成“熱磁對流”或“磁風”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測量磁風大小就可測得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即進氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應(yīng)的電壓值。
熱磁式氧分析儀具有結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和調(diào)整等優(yōu)點。
3、電化學式
一種化學類的。它根據(jù)化學反應(yīng)所引起的離子量的變化或電流變化來測量氣體成分。為了提高選擇性，防止測量電極表面沾污和保持電解液性能，一般采用隔膜結(jié)構(gòu)。常用的電化學式分析儀有定電位電解式和伽伐尼電池式兩種。定電位電解式分析儀的工作原理是在電極上施加特定電位，被測氣體在電極表面就產(chǎn)生電解作用，只要測量加在電極上的電位，即可確定被測氣體特有的電解電位，從而使儀表具有選擇識別被測氣體的能力。伽伐尼電池式分析儀是將透過隔膜而擴散到電解液中的被測氣體電解，測量所形成的電解電流，就能確定被測氣體的濃度。通過選擇不同的電極材料和電解液來改變電極表面的內(nèi)部電壓從而實現(xiàn)對具有不同電解電位的氣體的選擇性。
4、紅外線吸收式
根據(jù)不同組分氣體對不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性而工作的分析儀表。測量這種吸收光譜可判別出氣體的種類;測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。紅外線分析儀的使用范圍寬，不僅可分析氣體成分，也可分析溶液成分，且靈敏度較高，反應(yīng)迅速,能在線連續(xù)指示,也可組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工業(yè)上常用的的檢測部分由兩個并列的結(jié)構(gòu)相同的光學系統(tǒng)組成。
一個是測量室，一個是參比室。兩室通過切光板以一定周期同時或交替開閉光路。在測量室中導入被測氣體后，具有被測氣體特有波長的光被吸收，從而使透過測量室這一光路而進入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃度越高，進入到紅外線接收氣室的光通量就越少;而透過參比室的光通量是一定的，進入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此，被測氣體濃度越高，透過測量室和參比室的光通量差值就越大。這個光通量差值是以一定周期振動的振幅投射到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部，室內(nèi)封有濃度較大的被測組分氣體，在吸收波長范圍內(nèi)能將射入的紅外線全部吸收，從而使脈動的光通量變?yōu)闇囟鹊闹芷谧兓?，再可根?jù)氣態(tài)方程使溫度的變化轉(zhuǎn)換為壓力的變化，然后用電容式傳感器來檢測，經(jīng)過放大處理后指示出被測氣體濃度。除用電容式傳感器外，也可用直接檢測紅外線的量子式紅外線傳感器，并采用紅外干涉濾光片進行波長選擇和配以可調(diào)激光器作光源，形成一種嶄新的全固體式紅外氣體分析儀。這種分析儀只用一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣體濃度的測量。此外，若采用裝有多個不同波長的濾光盤，則能同時分別測定多組分氣體中的各種氣體的濃度。
與紅外線分析儀原理相似的還有紫外線分析儀、光電比色分析儀等，在工業(yè)上也用得較多。
5、非分散紅外分析
非分散紅外分析同時采用窄帶濾光片和氣體過濾相關(guān)法兩種非色散光譜分析技術(shù)結(jié)合，適合于氣體不同的測量范圍要求。過濾相關(guān)法能夠測量低量程氣體并有效避免交叉干擾，這種獨特技術(shù)能消除弱吸收氣體如CO和高吸收氣體CO2交叉干擾。
熱源發(fā)出的紅外光被旋轉(zhuǎn)過濾器過濾，導致系列脈沖信號直接通過包含樣本氣體的單元，當過濾器輪旋轉(zhuǎn)時固態(tài)檢測器反映出信號變化并將信號放大輸出以及顯示。
熱重分析儀主要由天平、爐子、程序控溫系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等幾個部分構(gòu)成。
常用的測量的原理有兩種，即變位法和零位法。所謂變位法，是根據(jù)天平梁傾斜度與質(zhì)量變化成比例的關(guān)系，用差動變壓器等檢知傾斜度，并自動記錄。零位法是采用差動變壓器法、光學法測定天平梁的傾斜度，然后去調(diào)整安裝在天平系統(tǒng)和磁場中線圈的電流，使線圈轉(zhuǎn)動恢復天平梁的傾斜，即所謂零位法。由于線圈轉(zhuǎn)動所施加的力與質(zhì)量變化成比例，這個力又與線圈中的電流成比例，因此只需測量并記錄電流的變化，便可得到質(zhì)量變化的曲線。
熱重分析儀方法
當被測物質(zhì)在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水時，被測的物質(zhì)質(zhì)量就會發(fā)生變化。這時熱重曲線就不是直線而是有所下降。通過分析熱重曲線，就可以知道被測物質(zhì)在多少度時產(chǎn)生變化，并且根據(jù)失重量，可以計算失去了多少物質(zhì)，（如CuSO4·5H2O中的結(jié)晶水）。從熱重曲線上我們就可以知道CuSO4·5H2O中的5個結(jié)晶水是分三步脫去的。通過TGA 實驗有助于研究晶體性質(zhì)的變化，如熔化、蒸發(fā)、升華和吸附等物質(zhì)的物理現(xiàn)象;也有助于研究物質(zhì)的脫水、解離、氧化、還原等物質(zhì)的化學現(xiàn)象。熱重分析通?？煞譃閮深悾簞討B(tài)（升溫）和靜態(tài)（恒溫）。 熱重法試驗得到的曲線稱為熱重曲線（TG曲線），TG曲線以質(zhì)量作縱坐標，從上向下表示質(zhì)量減少;以溫度（或時間）作橫坐標，自左至右表示溫度（或時間）增加。
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