热加工检测技术-48（树） 本讲资源 第18讲炉气成分分析.ppt

5.1炉气成分分析 研究的意义 成分分析在工业生产及科学研究中具有广泛的用途。 例： 在燃烧过程中，可以通过对烟气中的O2或CO2含量的分析来了解燃烧状况； 在环境保护方面，分析排烟中NOx含量、可以了解环境状况等。 本章介绍热工过程中常用的气体成分分析方法和仪表。 主要介绍内容 氧化锆氧量计 红外气体分析 色谱法 离子色谱仪 气相色谱仪 液相色谱仪 质谱法 原子吸收光谱仪 原子发射光谱仪 例：某实验室气体分析设备一览 典型气体分析仪器设备及工作原理 化学法——便携奥式烟气分析仪，气体分析仪 ； 电化学法 ——便携式气体分析仪； 物理方法 ——红外、色谱、荧光、顺磁等。 一、化学法——便携奥式烟气分析仪 化学法 用配制成的化学溶液吸收特定气体成分的方法。 奥式烟气分析仪 典型的化学法，它可以用来分析烟气中的O2、CO2 、SO2 、CO等； 主要用于燃烧效率分析方面，该方法是一种经济有效的方法。 便携奥式烟气分析仪 返回 二、电化学法 电化学法是现在应用得较为普遍的一种方法，它应用的是电化学传感器。 原理： 不同的传感器与特定成分发生反应，产生毫伏级电压信号； 信号的大小与该种成分的浓度成对应的关系； 通过测量毫伏量级的电压信号来确定气体的浓度。 应用电化学传感器的分析仪器 GA-60气体分析仪面板 GA-60分析仪流程图 三、物理方法 应用物理学原理（如物质的光学特性，磁化性能等）进行气体浓度测定的方法。 Model 880A (CO, CO2, SO2) Model 951A （NO/NO2分析仪） Model 755R （氧气分析仪） Model 48C (CO) Model 41C (CO2) Model 42C (NOx) Model 43C (SO2) 气体分析系统图 1、Model 880A 880A是一个红外气体分析系统，能连续检测混合气体中某种特殊组分的浓度。 工作原理： 有些分子为不同原子构成的多原子气体，对入射的红外线有按波长选择性吸收能量的特性。 2 3 4 5 6 7 8 波长?m CO SO2 CO2 CO SO2 SO2 吸收率(%) 100 设有一束红外线入射强度为I0,经过浓度为C的气体后，透射的红外线的强度为I, 根据比尔-朗伯定律： 式中k? :被测气体对红外辐射的吸收系数 C : 被测气体的浓度 l : 通过气样的光程长度 射入某种气体的外来辐射能，只有其频率符合该气体分子的特征频率时，气体才能吸收此辐射能。 两束等能量的红外光分别进入并行的两个光学器件。一个通入参考气体，另一个通入采样气体。检测器可连续测量两个气室中所吸收的红外光能量的差别，这个差别就是采样气体中待测气体成分的浓度。 检测器 信号调 节电路 Sample in Sample out 红外光源 2、 NO/NO2分析仪（ Model 951A） 1) 基本原理：利用化学荧光法测量NO，是依据NO与臭氧O3反应生成NO2和O2，其中的一些NO2被提升到电子激越状态，然后随着光子的挥发又迅速恢复到原态。 NO+O3?NO2*+O2 NO2*?NO2+h? 式中：h ---- 普朗克常数 ? ---- 频率， Hz 当NO与O3在反应室中混合时，化学荧光反应产生的发射光强与NO的浓度成正比，用光电倍增管可以测到这个光强信号，并将其转换为电信号。 2) NOx的确定 采样气体先进入一个转换室，在这里NO2被转换成NO 2NO2 ?2NO+O2 仪表的输出与总的NO成正比，包括采样气体中原有的NO加上从NO2转换来的NO，这个总和也称为NOx，即 NOx=NO+NO2