电化学烟气分析仪.doc

电化学烟气分析仪 一、原理 1、电化学气体传感器工作原理是： 在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体在电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。可测量SO2、NO、NO2、CO、H2S等气体，但这些气体传感器灵敏度却不相同，灵敏度从高到低的顺序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，响应时间一般为几秒至几十秒，一般小于1min；它们的寿命，短的只有半年，长则2年、3年，而有的CO传感器长达几年。 定电位电化学气体传感器的结构图 CO气体传感器工作电极电位与响应电流的曲线 恒电位电路图 W—工作电极；C—对电极；R—参比电极 — 电子转移数； F — 法拉第常数； S — 气体扩散面积；D — 扩散常数； δ — 扩散层厚度δ；i — 极限扩散电流； C — 二氧化硫浓度。 在一定工作条件下， Z、F、S、D和δ均为常数。因此，电化学反应中流向工作电极的极限扩散电流i与被测的二氧化硫浓度C成正比。 二、仪器的结构流程图 三、仪器使用的质量保证（应用注意事项） 1、低温必须考虑SO2的吸附问题。采用特氟龙管、加热管线、帕尔贴冷却器。 2、样气经过多级烟尘过滤器过滤颗粒物（主要是煤灰和矿物质），以及帕尔贴冷却器除湿干燥，洁净的样气进入传感器参与化学反应，要得到稳定的浓度值，从开始测量到可以读数需要1-2分钟的等待时间。 3、清洁剂、去污剂、涂蜡、胶粘剂、甲醛等会影响仪器的正常操作。 4、帕尔贴冷凝器耗电量大，只能在主电源供电条件下才能使用。 5、不能使用充电电池操作仪器的手操器。 6、每次测量结束请重新校准（操作1小时后），这样可以得到更为准确的测量值。 7.加热探管仅在主电源供电条件下使用。取下加热探管冷却后，放回固定位置。 四、维护方法 　　电化学气体传感器大都是以水溶液作为电解质，电解质的蒸发或污染，常会导致传感器的信号下降，使用寿命短；由于在空气中有被测物质存在，传感器中的有效成分被消耗，因此传感器一旦被启封，就视为参加了使用，即使没用于测量，它的生命也在缩短；电化学型气体传感器的寿命期望值为2年，使用不当它的寿命可能更短，而传感器更换的费用较高。因此如何保证其使用寿命，传感器的正确维护对烟气分析仪的使用尤为重要。仪器开机时，一定要在清洁的空气中。测量完毕后，不要立即关机，仪器必须在清洁空气保持运行时间5～10min，待仪器气体显示值降至10单位以下，保持仪器内部处于新鲜空气的环境，方可关机或停泵传感器长时间暴露在烟气中会极大影响使用寿命，只有短时间与被测对象接触，长期处于新鲜的空气中即可维护其正常使用寿命。否则，传感器容易“中毒”并加速传感器的损耗。对于装有粉尘过滤装置的仪器，要及时更换过滤芯，避免粉尘进入传感器内，污染传感器。对于便携式仪器，不论仪器是否经常使用，至少每隔2～3周充电一次，且采样时电池电量不应低于30％。有些厂商安装了两个泵：抽气泵和内置的清洗泵，在仪器连续监测一段时间后，抽气泵会关闭，在仪器内部的清洗泵会自动开启，抽取仪器周围的清洁空气，使仪器的传感器得到充分的清洗，这样也延长了传感器的使用寿命。为了保证烟气分析仪的精度和系统的完整性，对仪器还需要进行正常运行性流量检查及示值标定。烟气分析仪是通过抽取烟道中气体到气体传感器，对被测量气体检测的，为利于烟气排放，烟道常采用负压，也就是说在烟道中如果仪器的泵抽力小，即泵的流量小，当负压超过仪器中泵的吸力时，会导致实际测量数值偏低。因此，使用仪器时，既要根据测试工况的负压范围，选择相应型号的仪器，还要对仪器的流量进行测量，一般仪器的流量要保证在0．7L／min以上，才有可能保证仪器测量的准确性。日常工作中，可以根据本身具备的环境及条件选择不同的方法进行示值标定，以保证仪器的正常运转，但要对外出具公证数据时，则一定要到计量检定部门按周期检定，以保证仪器的准确性。　　其一：选择洁净的空气，对仪器的零点进行标定。此时有害气体的含量应为“零”，而氧的含量则应为20．9％。　　其二，选择纯氮，通入氮气氧传感器的显示应迅速下降为0．2mg／m。以下，否则氧传感器失效，而有害气体的显示应为“零”。　　其三，选择一定体积质量的被测量标准气体进行标定，按照仪器使用说明书对每个传感器进行一一标定，如果发现示值误差超过说明书给出的技术指标，可通过校准程序或仪器内部电器指标的调整，对仪器进行调整。如果在使用中监测的数据异常偏低，反应非常慢；或在标定过程中发