便携式红外光法烟气检测器在高含湿量时出现的问题分析及改进措施

林寅

（福州市环境监测中心站福建省福州市350011）

便携式红外光法烟气检测器在高含湿量时出现的问题分析及改进措施

林寅

（福州市环境监测中心站福建省福州市350011）

红外光法的便携烟气检测，在特定的烟道中，如含湿量较高的情况下。检测的数值出现偏低和为“零”的情况。通过比对试验发现和证实产生的原因，并提出了改进措施。

红外光法烟气检测仪；含湿量；准确度

1　烟气检测仪的分类和区别

1.1烟气检测仪的分类

烟气检测仪检测SO2检测器不同，大体上可以分两类。定电位电解法和（HJ/57-2000）和非分散红外吸收法（HJ/629-2011）光法。定电位电解法是指特定的物质和特定电极会产生一个交流电压信号，利用不同浓度是出现的信号不同来放映物质溶度的高低。光法是指通过不同物质和不同浓度气体对光线吸收不同特性来得出不同的物质和浓度。

1.2不同光法的区别

光法根据光源的不同，现在主要有使用红外和紫外。现有国标只有非分散红外吸收法（HJ/629-2011）。根据使用功能的不同可分为在线固定和便携式。

2　便携式红外光法检测器实际使用中出现的问题

便携式红外光法的烟气检测仪虽然有着比电极法有很多的优点。在实际使用时，如烟道中的含湿量时，出现了检测结果偏低的和检测数据为“零”的情况。在福州市红庙岭垃圾焚烧公司1#机组排气筒做过一次比对实验。实验前A、B、C、D四个不同厂家的便携式红外光法检测仪都按照有关仪器要求和规定，配套了前端处理装置并进行了仪器的标定。按照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2007，试行）的有关规定，对排气筒中排放的SO2进行监测并和在线检测仪器进行数据比对。当时在线仪器和四台便携式检测仪显示排气筒湿度为17～21%，在线二氧化硫的含量是11～53mg/m3之间。四个不同厂家的仪器都出现了检测数据偏低或数值为零的情况。而同样的仪器在含湿量不高的烟道中检测的数据的准确度都很高。现场试验数据如表1～2。根据比对实验发现的问题，又做了几次比对实验来分析问题。

根据比对实验的检测数据，发现四个厂家不同的仪器都在高含湿量的烟道测试SO2时当烟道中SO2的溶度较低时都出现检测值偏低和零值的情况。而在含湿量不高的烟道中测试SO2时不出现此种情况。

表1　红庙岭数据（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

表2　其它烟道数据（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

2.1比对试验的准备和实际监测数据

根据比对实验发现的便携式红外光法烟气测试仪此种情况后，选取了有代表性的烟道做了几次的比对实验来验证发现的问题。

比对实验选取的是福州红庙岭垃圾焚烧公司的1#机组排气筒。红庙岭垃圾焚烧公司使用的在线仪器是芬兰的cx-4000型号的在线红外检测仪，便携式的南京埃森环境技术有限公司便携式智能烟气分析仪（红外法）PAS-X6按照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2007）（试行）的规定，做比对试验。每次实验的时间是30min，每5min的平均值做为比对数据。

选取福州红庙岭垃圾焚烧公司作比对实验地点有以下几点原因：

（1）红庙岭垃圾焚烧公司是发现问题出现的烟道，日常运行情况正常。

（2）芬兰的cx-4000型在线仪器在多次的比对实验中它的准确度都很高，包括使用碘量法HJ/T56-2000做比对实验。

（3）红庙岭垃圾焚烧公司的脱硫效果比较好，SO2的溶度较低在10～80mg/m3之间，而含湿量处于较高数值，一般在17～24%之间。

所以选择红庙岭垃圾焚烧公司作为实验地点，芬兰的cx-4000型在线仪器作为比对仪器。

2.2比对试验的准备和条件

比对试验前一天使用碘量法HJ/T56-2000对cx-4000型在线仪器进行了比对验证。比对时按照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2007，试行）的有关规定，进行比对试验。

比对试验前对在线仪器和便携仪器进行标准气的校准和其它准备工作4次的实验数据如表3～7。

表3　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

表4　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

表5　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

表6　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

表7　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

在实际对烟道中SO2进行监测时，烟道中的含湿量在大于17%时检测的数据往往偏低或为0。随着烟道SO2浓度的升高比对数据的准确度也随之升高。而同时检测的其他气体的数据比对结果正常。分析原因有以下几点：

（1）SO2本身是微溶于水的，在烟道含湿量大的情况下烟气本身水分对SO2就的吸收率就很大。

（2）便携式红外光法检测仪在从烟道抽取气体到检测器这段距离内不能完全做到恒温恒压。而仪器本身的要求在工作时要求进入检测器的气体不能含有水分，所以检测器在前端处理装置都配有气水分离器，把待测气体中的水分分离。从而会使烟气中的一部分的SO2也随之分离带走，特别是在烟道本身SO2含量较低和含湿量较高的情况下。因而影响到了检测的数据结果的准确度。

2.3提出改进问题的措施

根据SO2在不同含湿量的情况，特别是在高含湿量的状况下的根据在烟气分析器的数值偏离度来制定一个补偿系数，用补偿系数来校准仪器产生偏离。

2.4改进措施的初步结果。

某公司根据以上的结论经过多次的实验，初步建立了补偿系数。并在同样条件烟道的实际使用中得到了有效的验证。数据如表8。

表8　（SO2单位为mg/m3，含湿量单位为%）

3　结论

便携式红外光法检测仪在烟道含湿量大的情况下，因为仪器本身需要进行前处理，也就是汽水分离的步骤。所以导致溶于水分中的SO2散失，影响到了检测数据。分析原因后，对建立了补偿系数。使仪器在同样的条件下检测数据的准确性有了很大的提高。

[1]定电位电解法和（HJ/57-2000）.

[2]非分散红外吸收法（HJ/629-2011）.

[3]《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2007，试行）.

[4]碘量法（HJ/T56-2000）.

TB943

A

1673-0038（2015）14-0174-02

2015-3-20

林寅（1974-），男，助理工程师，本科，主要从事环境监测工作。