在线监测仪器原理及操作.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,河北省污染治理设施运营培训中心,在线监测仪器原理与操作,授课老师：付翠彦,（河北工业职业技术学院）,09.12.13,联系方式：,cuiyan.fu,13933003060,1,重要网站：中国环境监测,监测技术规范类:,地表水和污水,监测技术规范,水污染物排放总量监测技术规范,水污染源在线监测系统安装技术规范,固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法,项目测定标准方法类:,COD,在线监测技术规范,;,氨氮水质自动分析仪技术要求,2,主要内容,一、自动监测系统,二、主要监测仪器设备原理及操作,三、水质采样器,四、流量计,(补：分光光度法及应用),水,气,一、污染源自动监控设施运行管理,二、烟气排放连续监测系统,3,一、,自动监测系统,主要内容：,1.自动监测系统介绍；,2.自动监测系统的,设计思路,及对监测结果的影响,；,3.自动监测系统,基本分析原理,及对监测结果影响；,4.自动监测系统的,操作使用,；,5.自动监测系统,分析曲线的标定,。,水,4,1.自动监测系统介绍,（1）解释：,以在线自动分析仪器为核心,，运用传感器技术、自动控制技术、计算机应用技术及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测系统，,可统计、处理监测数据，打印输出日、周、月、季、年平均数据及最大值、最小值等各种监测、统计报告和图表，可输入中心数据库或上网。,水,5,(2)实施水质自动监测的意义,可实现水质的,实时连续监测和远程监控,，及,时,掌握主要流域重点,监测,断面水体的水质状况,;,预警预报,重大或流域性,水质污染事故,;,解决跨行政区域的,水污染事故纠纷,;,监督,总量控制制度落实情况、排放达标情况等。,水,6,2.自动监测系统设计思路及内容,(1)监测站位选择,：应确保所采集样品具有,代表性,；,(2)采样方式选择,：进行必要的现场调查，根据要求合理选择；,(3)监测项目选择,：常规项目参照国家规定，特殊项目根据实际需要确定；,(4)分析方法选择,：,以国家标准方法为主，其他方法为辅。应先考虑方法的可靠性和稳定性，其次再考虑方法的先进性和实现成本。分析方法选择对监测结果影响最大；,(5)监测频次确定,：选择合理频次，使样品具有代表性；,(6)监测设备选型,：,应选择质量好、售后服务好、运行成本低、采用标准分析方法的设备，应充分比选,；,(7)数据传输方式选择,：首先考虑能否长期稳定运行,；,其次考虑安装方便、运行成本低、传输速度快等。,水,9,3.自动监测系统分析原理及对结果影响,(1),方法,分析原理,对监测结果的影响,化学光度法,按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，,然后利用朗伯比尔定律测定反应液吸光度，从而计算水样中污染物浓度。,经典方法，稳定可靠，灵敏度高、重现性好，但测量时间长、试剂用量大。,化学滴定法,按照设定程序在水样中加入各种试剂，控制反应条件进行一系列化学反应，,然后缓慢加入滴定用试剂，用库仑计或比色计判断滴定终点，根据滴定试剂用量计算水样中污染物浓度,。,经典方法，稳定可靠,使用范围广,重现性和灵敏度较高，也存在测量时间长、试剂用量大的不足。,水,10,3.自动监测系统分析原理及对结果影响,(2),方法,分析原理,对监测结果的影响,电化学法,利用物质之间的电化学效应制作成测量电极，将物质浓度转换为电信号。,测量速度快、试剂用量少，但稳定性差、漂移大，应及时校准。,燃烧法,将水样高温催化燃烧，将水和污染物质燃烧成气态，冷却后除水，然后通过检测器检测气态物质浓度。,测量速度较快、试剂用量少，稳定性好，但高温部件和进样部件要求很高，容易出现故障。,水,11,4.自动监测系统的运营维护,操作使用前,应认真阅读相关使用说明,并进行相关培训，应特别注意仪器操作的注意事项和维护保养周期。,系统运营维护工作内容：,（1）应制定严格的管理制度；,（2）做好维护计划和维护记录；,（3）应定期巡检、定期维护，发现问题及时处理，保证系统长期可靠运行。,水,12,5.自动监测系统分析曲线的标定,(1),监测仪器,是自动监测系统的核心，,是结果准确的保证，所以使用前,应,对仪器工作曲线进行标定,，使用中需,定期校准,。,标定方法：,在,量程范围内，用监测仪器测量,已知浓度,的标准物质，然后将标准物质浓度和电信号作为,数据对,存储下来。测量不同浓度的标准物质，可以得到不同的数据对，这些数据对可以拟合为一条,工作曲线,。具体操作方法参照监测仪器使用说明书。,水,13,5.自动监测系统分析曲线的标定,(2),水,浓度,C,0,C,1,C,2,C,3,C,4,C,5,电信号,A,0,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,浓度：由,低,至高,标液浓度,要准确,浓度C,A,分析曲线,*,*,*,*,*,*,要求：相关系数r,0.9990,要准确,14,二、监测仪器设备原理及操作,主要指标：,COD,、,氨氮,、TOC、总氮、总磷、pH值、电导率、溶解氧、UV仪、重金属（总铜、锌、铅、铬）、高锰酸盐指数、六价铬、硫化物、砷、亚硝酸盐氮、水中油、氰化物等,水,15,1.COD标准分析方法仪器设备,环境保护产品技术要求,化学需氧量水质在线自动监测仪（HJ/T377-2007）,标准规定了COD水质在线自动监测仪性能要求和试验方法。,COD含义:,Chemical Oxygen Demand，全称化学需氧量。一般认为它是反映水中有机物污染程度的综合指标。,具体指：,在一定条件下，,氧化1升水样中的,还原性物质,所消耗,强氧化剂重铬酸钾K,2,Cr,2,O,7,的量，结果以O,2,的mg/L来表示。,水,实验室测定标准方法：,重铬酸钾法,16,1.COD标准分析方法仪器设备,水质COD在线监测仪,水,17,1、COD标准分析方法仪器设备,仪器分类：,根据,氧化方式,不同，仪器分为两大类，即：,采用重铬酸钾氧化方式,：重铬酸盐法,光度比色法,库仑滴定法,采用非重铬酸钾氧化方式：,电化学氧化法,相关系数法,18,(1)重铬酸钾消解-光度比色法,程序式：,在微机控制下，将水样与过量重铬酸钾标液和浓硫酸混合，加入硫酸汞络合溶液中的氯离子，加入硫酸银作催化剂。混合液在165下回流一定时间(30min),(或催化消解，或采用微波快速消解15min），氧化剂中的六价Cr被还原为三价铬，,反应结束后用光度法测量剩余的六价Cr(600nm)或反应生成的三价Cr(440nm)的吸光度，通过工作曲线查找、计算得出COD值。,分为两类:程序式,流动注射分析式,19,程序式COD分析流程图,20,流动注射分析式（FIA）,(,P69）,基本原理:,试剂连续进入直径为1mm的聚氟材料毛细管中，水样定量注入载流液中，在流动过程中完成混合、加热、反应和测量(光度法)的方法。,仪器工作原理：,反应试剂,（含重铬酸钾的硫酸6:4）由陶瓷恒流泵以恒定流速向前推进，通过注样阀将定量,水样,切换进流路，在推进过程中水样与载流液,相互混合,，在,180恒温加热反应,后溶液进入检测系统，,测定,标准系列和水样在380nm波长时的吸光度，从而计算出水样COD值。,21,流动注射式COD分析仪原理图：,22,流动注射分析式(FIA)特点,：,(P70),是,相对比较法,，只要测定样品时的条件和标定时的条件一致，都可得到准确的测量结果。,优点：分析速度快、频率高、进样量少、精密度高，降低二次污染。,23,FIA,仪器组成,（P70）,一般由六部分组成,：,(1),控制系统,:,(2),采样系统,:由采样泵、采样管、样品储存等组成；,(3),进样系统,:由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成，完成对水样和试剂的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能；,(4),反应系统,:主要有加热单元和反应室,完成水样的消解反应。,(5),检测系统,:,测定标准系列和水样在380nm波长时的A。,(6),数据采集系统,:,24,FIA,仪器组成图,（补充图）,COD自动在线监测仪流程图,采样系统,进样系统,反应系统,检测系统,控制系统,数据采集系统,25,(2)重铬酸钾消解-库仑滴定法,在水样中加入,已知过量的重铬酸钾标液,，在,强酸加热环境,下将水样中还原性物质,氧化,后，用,硫酸亚铁铵标准溶液返滴定,过量的重铬酸钾,，通过,电位滴定,进行滴定判终，根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量进行计算。,26,(3)重铬酸钾消解-氧化还原滴定法,水样,进入仪器反应室后，加入,过量的重铬酸钾,标液，用,浓硫酸,酸化后，在150条件下,回流,30min，反应结束后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵,滴定,剩余的六价Cr，由消耗的重铬酸钾量换算成氧的质量浓度，得到COD值。,27,重铬酸钾消解-滴定法,测定注意问题：,（1）要保证2小时加热回馏过程中重铬酸钾过量。,判定：,如反应液颜色一直保持,橙红色,，说明重铬酸钾过量；,如变为蓝绿色,，说明不过量。,处理：,如果判断出回馏过程中重铬酸钾不过量，应加大水样稀释倍数重新测定，不能接着补加重铬酸钾标准溶液。,（2）,及时标定硫酸亚铁铵标准溶液的浓度。,室温较高时，应每天标定。,28,(4)电化学氧化法(测定COD),基本原理,:,利用氢氧基(电解反应产生)作为氧化剂，用工作电极测量氧化时消耗的工作电流，然后计算水样中的COD值。,29,电化学氧化法COD分析仪图示,（P75）,30,仪器设备操作,（电化学氧化法测定COD）(P76),操作内容主要包括：,仪器参数设定,：仪器使用前应进行相关参数设定。,仪器校准：,使用前需要与标准方法进行实际水样对比，然后,对工作曲线进行校准,，使用中也要,定期与实际水样对比、校准,。,校准方法：,仪器与实验室手工方法同步取样，进行多点对比。,仪器维护,：按照说明书要求定期进行现场维护，确保仪器长期稳定工作。一般维护内容,：（,P76,）,(1),添加试剂,，每周,1,次；,检查泵阀,，每周,1,次；,保养参考电极,，每周,1,次；,校正分析仪,，每周,1,次；,(2),清洗测量槽,，每月,1,次；,更换泵管和阀门管道,，每月,1,次；,(3),清洗取水系统,每季,1,次；,更换取水系统管道,，每季,1,次。,故障处理,：一般故障，运营人员应及时处理，快速恢复运行；复杂故障，运营人员应及时与生产厂家联系，及时修复仪器。,操作仪器之前应认真阅读仪器使用说明书，最好经厂家培训。,31,（3）相关系数法,解释：利用水样其他的物理、化学性质与,COD,含量之间的相关性，通过检测一些指标（如,UV254,、,TOC,等,）间接测量水样,COD,值。,应用：水样成分发生较大变化时，相关性发生变化，因此该法多用于实验室研究或某些行业水质监测研究中。,仪器：多为紫外,-,可见分光光度计、,TOC,仪。,32,2、氨氮分析仪器设备（A）,比色法 氨氮比色法 纳氏试剂比色法：原理,水杨酸比色法,流动注射比色法在线分析仪：设备操作,滴定法,：原理、操作和维护(掌握),电极法：氨气敏电极法,:仪器原理、维护和保养,电导法,:仪器原理、维护和保养,以NH,3,和NH,4,+,形式存在的氮,33,2、氨氮分析仪器设备（A）,34,（1）比色法（又叫光度法）,纳氏试剂比色法,方法原理：,在碱性条件下，水样经,预处理,（蒸馏或过滤等）后水中离子态铵转换为游离氨；然后加入一定量的纳氏试剂，反应生成,黄色络合物,；分析仪器在420nm处测定反应液,吸光度A,查标准曲线，计算水样中氨氮的含量。,35,流动注射比色法,工作原理：,仪器蠕动泵输送释放液,(,稀,NaOH,溶液,),作,载流液,，注样阀转动注入,样品,，形成,NaOH,溶液和水样间隔混合，切换阀转至循环富集态后，当混合带经过气液分离器的分离室时，,释放出样品中的氨气；,氨气透过气液分离膜后被,接,收,液,(BTB,酸碱指示液）接收并,使,溶液颜色发生变化。经过循环氨,富集,后，接,收,液被输送到比色计的流通池内，测量其,光电压变化值,，通过其峰高可求得样品中的氨氮,(NH3-N),含量。,仪器每天自动做一次标定。,过程：加碱液释放氨气透过膜被接受发生反应富集测量,36,流动注射比色法仪器操作（P80）,仪器参数设定,：仪器使用前应参照说明书设定。,仪器校准,:,仪器使用前需对工作曲线进行校准，使用中也需定期校准,(,根据仪器需要进行一点或多点校准,),。校准前将标液从水样进样口导入，按说明书逐点校准。,仪器维护,：,严格按说明书要求定期维护,。定期添加试剂；定期更换泵管,(,每,3-6,月一次,),；定期清洗采样头,(,一般,2-4,周一次,),；定期校准工作曲线,(,一般每,3,个月或半年校一次，水质变化大时应缩短周期,),。,故障处理,：,对于一般故障,：运营人员及时修理；,对于复杂故障,，运营人员应及时与生产厂家联系,及时修复仪器,不能修复的应提供备用机。,37,（2）滴定法氨氮分析仪,测定原理：,(基于,实验室GB7478-87中规定的方法,),水样中的氨在碱性条件下经,加热蒸馏,被逐出，释放出的氨被冷凝,吸收,于硼酸溶液中；用盐酸标准溶液,自动滴定,，利用滴定中溶液电位的突跃判定终点。根据滴定中所消耗盐酸的体积，计算出水样中氨氮含量。,仪器自动显示、存储、打印出结果，并通过网络实现数据远传。,38,滴定法氨氮分析仪器操作,（P82）,(1)仪器参数设定,:工作参数、报警参数和系统参数；,(2)仪器校准,:,用标样定期考核仪器的检测精度。,(3)仪器维护:,仪器运行状态时请勿打开仪器前后门；,根据水质情况不定期清洗原水限位电极；,仪器长期不用，断开电源；,定期观察仪器运行情况，检查各种试剂的实际存量。不定期清洗仪器外壳，保持清洁。,(4)故障处理:,见P83表2-3常见故障排除。,39,(3),氨气敏电极法氨氮在线监测仪（原理）,仪器工作原理：,(P83,),将水样导入测量池中，加入氢氧化钠使水样中,离子态铵转化为游离态氨,；游离态氨透过,氨气敏电极,的憎水膜进入电极内部缓冲液，,改变缓冲液的pH值，,通过测量pH值变化即可测量水样中的氨浓度。,40,氨气敏电极图（补充）,pH玻璃电极作为,测量电极,(内电极)和,Ag-AgCl,参比电极,置于盛有0.1M的氯化铵溶液的塑料套管内，管底用,聚四氟乙烯渗透膜,将内充液与样品隔开。,氨气敏电极法结构简单，试剂用量少，测量范围宽，,准确度较高，抗干扰能力强，,但电极,价格较贵，,稳定性较差，易受污染堵塞，对环境温度要求较高,，设备维护工作量较大。,气体渗透膜,中介溶液,参比电极,离子指示电极,气体渗透膜,内充液,参比电极,离子指示电极,41,主要技术指标：,测量范围：0.05mg/L1000 mg/L；,重现性：,3%；,响应时间：4 min；,相对误差：,10%,仪器组成：,由进样系统、控制系统、测试系统、显示系统及附件等组成。,42,氨气敏电极法仪器操作和维护,（P84）,(1)定期观察检查：,一般两周一次，特殊情况可缩短或延长。,检查管路；,检查试剂、校准液、清洗液的液位；,检查气透膜上是否有气泡；,检查电极内充液的液位。,(2)定期保养:,保养周期为四周，根据实际可缩短或延长；,检查所有管线和流通池是否有泄露或损坏，有无沉积物积累。若有藻类积累，清洗仪器管路；更换电极内充液，检查气透膜；,倒掉旧的试剂、校准液、清洗液并彻底清洗容器，添加新的溶液，检查废水排放情况，确保排放流畅。,(3)故障处理:,见P85表2-4常见故障排除。,43,（4）电导法氨氮在线监测仪,原理：,酸性吸收液,吸收氨的量与,吸收液电导率,成比例，利用此关系来测定氨的浓度。,该仪器采用,吹脱-电导法,，即在碱性条件下，用空气将氨从水样中,吹出,，气流中的氨被酸性吸收液吸收，引起吸收液的,电导变化,，电导变化值与吹出的氨量及水样中氨氮的含量成正比，用简单的电导法完成测量,。,44,氨气敏电极法故障分析及排除,45,水质在线监测仪器维护及质控总结：,1.在线监测系统维护：,（1）仪器定期校准。,一般每月校准一次，根据水质状况可调整，一般不超过仪器说明书规定期限。仪器如果长时间停机后重新启动、更换电极、泵管或更换不同批号的试剂，则必须进行仪器校准实验。,（2）仪器多点线性检验。,在仪器线性范围内均匀选择,4-6个,浓度的标准溶液进行测试，并计算其,斜率b和相关系数r，,一般每半年进行一次。如发现该两值发生显著变化，应对仪器性能进行检查。,（3）在线监测系统定期清洗。,系统本身一般具备在线清洗功能，但如果水质较差，在采水和配水管路、电极、泵管等处会出现,沉积物,，,导致传感器失灵,，测定结果产生偏差。定期清洗维护可减少偏差，保证监测数据可靠性，同时,可延长仪器使用寿命,。,46,水质在线监测仪器维护及质控总结：,2.在线监测质量控制：,(1)试液质量控制。,试液质量受多种因素影响，比如：试液浓度、稳定性、储存期、容器密闭性、环境状况等，因此,在线监测仪器试液需要定期检查,，如发现有沉淀、变色等现象，应,及时更换、重配,。对于稳定性较差或浓度较低的试液应分次少量配制，特殊试液还应采取特殊储存方法（如棕色瓶，避光），,温度较高季节,应相应缩短试液更换周期。,(2)标液或质控样控制。,选择仪器线性范围内,上下限,90%以及,中间附近浓度值,的质控样来进行检查，如果检查结果相对误差超过20%，必须对仪器重新校准。,(3)空白试验检验控制。,通过空白试验值控制可以相对消除蒸馏水和试剂中的杂质及分析过程中环境带来的沾污。通常一批试剂进行一次空白试验即可。,标液浓度,要准确,47,等比例水质采样器,三、水质采样器（A）,48,水质采样器分类,流量等比例采样,按照采样功能，可分为 定时采样,按照样品是否分瓶存储，可分为 分瓶采样器,混合采样器,49,水质采样器工作原理：,在仪器控制下，水样经过,计量蠕动泵,按设定程序将水样采入仪器，通过,仪器分配系统,将水样送入,指定的采样瓶,中，通过恒温系统将水样,温度恒定在5,，完成水样的,自动采集、自动分配和恒温保存,过程。,50,水质采样器操作,(P127),仪器操作比较简单，操作如下:,(1)仪器安装,:按说明书。,(2)参数设置:,主要分为校准参数、主参数、辅参数和定时表4类。通过参数设置和修改，可实现不同工作模式，达到不同控制目的。(P129),(3)日常维护：,a定期检查并清洗采样头,，防止堵死；,b定期检查分配悬臂是否在零位,，否则会导致水样不能准确导入指定的采样瓶；,c定期更换采样泵管,，以防老化影响使用（原则上至少半年更换一次）,51,四、流量计（A）,超声波明渠流量计,52,四、流量计（A）,超声波明渠流量计原理：,采用超声波通过空气,以非接触方式,测量明渠内堰槽前指定位置的,水位高度，,再根据标准规定的液位-流量换算公式计算水的流量,。,适用情况：,适用于水利、水电、环保及其他各种明渠条件下的流量测量，尤其适用于有黏污、腐蚀性强污水的流量测量。,53,超声波流量计测量原理,54,流量计操作使用,(P130),仪器操作前应认真阅读说明书，最好经过厂家认真培训。操作主要包括:,(1)安装,:安装场地、电源、管路要求；,(2)设置:,按实际情况设置堰槽类型、堰槽规格、报警参数、系统时间、模拟输出等，然后校准液位。,(3)查询:,利用仪器上的四个按键，对瞬时流量、累积流量、运行时间、瞬时液位等进行查看、查询；,(4)液位校准：,用测量尺量取探头测量点的实际液位，然后在液位校准界面输入实际液位即可。,(5)维护保养：,定期检查探头下方是否有杂物并清理掉；定期校准液位，每季度或半年校准一次。,55,固定污染源烟气排放连续监测系统,气,主要内容,污染源自动监控设施运行管理,烟气排放连续监测系统,56,一、,污染源自动监控设施运行管理,（国家环境保护部 环发20086号）,自动监控设施：,在污染源现场安装的用于监控 监测污染排放的仪器、流量（速）计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪器、仪表，是污染防治设施的组成部分。,自动监控设施运行：,从事自动监控设施操作 维护和管理，保证,设施正常运行的活动，分为委托给有资质的专业化运行单位的社会,化运行和排污单位自运行两种方式。,污染源自动监控设施的选型、安装、运行、审查、监测质量控制、数据采集和联网传输，,应符合国家相关的标准,。,57,一、,污染源自动监控设施运行管理,污染源自动监控设施必须经县级以上环境保护行政主管部门,验收合格,后,方可正式投入运行，并按照相关规定与环境保护行政主管部门,联网,。,从事污染源自动监控设施的社会化运行单位必须取得国务院环境保护行政主管部门核发的,“,环境污染治理设施运营资质证书,”。,所有从事污染源自动监控设施的操作和管理人员，应当经省级环境保护行政主管部门委托的中介机构进行,岗位培训，,能正确、熟练地掌握有关仪器设施的原理、操作、使用、调试、维修和更换等技能。,58,一、,污染源自动监控设施运行管理,污染源自动监控,设施维修、更换,，必须在48小时内恢复自动监控设施正常运行，设施不能正常运行期间要采取,人工采样监控,的方式报送数,据，,数据报送每天不少于4次，间隔不得超过6小时,。,运行单位：,包括,社会化运行单位和自运行单位。,社会化运行单位：,取得国务院环保行政主管部门核发的“环境污染治理设施运营资质证书”，具有独立法人资格的企业或企业化管理的事业单位；接受污染物产生单位的委托，按照双方签订的合同，为其提供自动监控设施操作、维护和管理，保证设施正常运行，并承担相应环境责任的经营服务活动。,自运行：,污染物产生单位自行从事其自动监控设施操作、维护和管，,保证设施正常运行，并承担相应环境责任的活动。,59,二、烟气排放连续监测系统,主要内容：,CEMS含义,烟气排放连续监测系统(CEMS)的组成,烟气排放连续监测系统(CEMS)的测量原理,60,1、CEMS含义,CEMS是英文Continous Emission Monitoring System的缩写，,即烟气连续排放监测系统。该系统对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测。,“十一五”期间，CEMS系统主要监测的污染物和烟气参数如下：,1、污染物主要有：二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、颗粒物。,2、烟气参数主要有：氧含量、烟气流速(流量)、烟气湿度、温度和压力等。,3、根据燃料不同及燃烧工艺不同可能还要监测：一氧化碳(CO)、氯化氢(HCl)等。,61,2、烟气排放连续监测系统(CEMS)组成,颗粒物监测子系统：,主要对烟气排放中的烟尘浓度进行测量。,气态污染物监测子系统：,主要对烟气排放中NO,x,、SO,2,、CO、,CO,2,等气态方式存在的污染物进行监测。,烟气排放参数监测子系统：,主要对排放烟气的温度、压力、湿度、,含氧量等参数进行监测，用以将污染物的浓度转换成标准干烟气状态,和排放标准中规定的过剩空气系数下的浓度。,数据处理子系统：,主要完成测量数据的采集、存储、统计功能，并,按相关标准要求的格式将数据传输到环保局。,62,烟气排放连续监测系统,63,2、烟气排放连续监测系统(CEMS)组成,CEMS的性能、技术指标、安装、调试及运营应当符合固定污染源烟气排放连续监测系统,技术规范,(HJ/T75-2007)和固定污染源烟气排放连续监测系统,技术要求及监测方法,(HJ/T76-2007)中的相应规定。,64,3、烟气排放连续监测系统(CEMS)测量原理,目前已安装的CEMS包含的原理和测量方式：,气态污染物CEMS：,采样方式涉及完全抽取系统、稀释抽取系统和直接测量法。测量原理涉及红外光谱法、紫外光谱法、化学发光法、电化学法。,颗粒物CEMS：,涉及不透明度(浊度)法、散射法、闪烁法等。,流速测量,：主要有皮托管、超声波、热传感器等。,烟气温度：,铂电阻或热电偶温度计测量。,烟气含氧量,：一项十分重要的参数，主要测量方法为氧化锆法、顺磁技术(磁风、磁力矩和磁压)及电化学法测量。,65,4.标准分析方法,监测种类,标准分析方法名称,标准号,归类,颗粒物,固定污染源排气中颗粒物,测定与气态污染物采样方法,GB/T,16157-1996,重量法A,温度,固定污染源排气中颗粒物测,定与气态污染物采样方法,GB/T,16157-1996,玻璃水银温度计A,热点偶温度计A,电阻温度计A,湿度,固定污染源排气中颗粒物测,定与气态污染物采样方法,GB/T,16157-1996,重量法A、冷凝法A,干湿球温度计法A,压力,固定污染源排气中颗粒物测,定与气态污染物采样方法,GB/T,16157-1996,流速,固定污染源排气中颗粒物测,定与气态污染物采样方法,GB/T,16157-1996,皮托管法A,标准分析方法,66,4.标准分析方法,二氧,化硫,固定污染源排气中二氧化硫的测定-碘量法,HJ/T56-2000,碘量法A,固定污染源排气中二氧化硫的测定-定电位电解,HJ/T57-2000,定电位电解A,自动滴定-碘量法B,非分散红外法B,氮氧,化物,固定污染源排气中氮氧化物的测定-盐酸萘乙二胺分,光光度法,HJ/T43-1999,盐酸萘乙二胺,分光光度法A,固定污染源排气中氮氧化物的测定-紫外分光光度法,HJ/T42-1999,紫外分光光度法A,定电位电解B,非分散红外法B,氧,固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法,GB/T6157-1996,奥氏气体分析法A,电化学法B,氧化锆法B,热磁式B,磁力机械式B,67,5.名词术语,标准物质,具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性，用以校准测量装置，评价测量方法。标准物质可以是纯的或混合的气体、液体或固体。,（标准气、标准液）,校准曲线,校准曲线是用于描述待测物质的浓度或量与相应的测量仪器的响应量或其他指示量之间的定量关系曲线。,线性范围,校准曲线线性范围：校准曲线的直线部分所对应的待测物质的浓度或量的变化范围称为该方法的线性范围。,68,5.名词术语,灵敏度,仪器对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的响应量的变化的程度，用仪器的响应量或其它指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。,检出限和测定限,检出限：,以浓度（或质量）表示，是指由特定的分析步骤能够合理地检测出的最小分析信号而求得的最低浓度（或质量）。有仪器检出限、分析方法检出限之分。,测定限：,是定量分析方法实际可能测定的某组分的下限。受噪声和空白背景值影响。,69,5.名词术语,空白分析：,指对不含待测物质的样品用与实际样品同样的操作进行的试验，对应的样品称为空白样品；空白样品又有现场空白和实验室空白之分。,70,5.名词术语,烟气含湿量：,指烟气中水蒸气的含量，通常用1kg干空气中含有的水蒸气量(g)或湿空气中水蒸气含量的体积分数(X,sw,)表示。,含湿量表示：,绝对湿度、相对湿度、含湿量、体积分数。通常用水蒸气含量体积分数表示，测定方法有重量法、冷凝法和干湿球法。,71,5.名词术语,绝对湿度：,在,标准状态,下(0、760mmHg)，每立方米湿气体中所含水蒸汽的重量,。,相对湿度：,气体实际所含水蒸汽压力和同温度下饱和水蒸汽压力的比值，表示气体接近饱和的程度。,水蒸气体积分数：,气体含有的水蒸气体积与气体的体积比（或摩尔比）。,72,6.烟气氧含量测定,为什么测定?,在燃烧期间，由于使用了过量的空气导致燃煤锅炉和废弃物焚化炉烟气中出现氧(O,2,)。国家要求污染物的排放浓度应为折算浓度，因此必须准确测量烟气中的含氧量。,烟气CEMS中常用的测定方法?,1、氧化锆分析仪(in-situ式和抽取式),2、顺磁/热磁氧分析仪,3、电化学法氧分析仪,73,6.烟气氧含量测定,6.1 氧化锆分析仪,型式,(1)in-situ式 测量池在烟道中。,(2)抽取式 采样探头插入烟道，测量池安装在烟道上或烟道外。,测量原理,氧化锆是一种固体电解质，在600以上高温条件下，它是氧离子,的良好导体。在氧化锆管两侧分别流过被测气体和参比气体，产生,的电势与氧化锆管的工作温度和两侧的氧浓度有固定关系。如果知,道参比气体的浓度，则可根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的,工作温度计算出被测气体的氧浓度。,74,6.1 烟气氧含量测定,氧化锆传感器原理,能斯特方程,式中，R为气体常数(8.314J/(mol.k)；F为法拉第常数(96485)；,P,x,为被测气体氧浓度百分比；P,A,为参比气体氧浓度百分比。,75,6.1 烟气氧含量测定,氧化锆测氧仪器结构,由氧化锆检测器、氧化锆转换器组成。一般为直插式结构，氧传感,器安装在检测器头部，检测器设有标准气路，可由转换器对检测器,进行在线标定。,参比气体一般为空气,76,6.1 烟气氧含量测定,77,6.1 烟气氧含量测定,日常维护与常见故障：,(1)维护检查内容,根据工艺要求，通标准气检查仪表测量的准确性。,清理探头传感器上的灰尘，以免影响反应时间。,注意：,清理时用毛刷刷，检测器朝下轻拍。若用风吹，风压在0.10.2Mpa，切忌风中含有水。溅上水绝不能通电加热升温，否则锆管因受热不均而极易炸裂；只有晾干或用热风吹干后方可通电加热升温。,78,6.1 烟气氧含量测定,日常维护与常见故障,(2)清理标准气管路,在标准气管内加上约0.10.2MPa的压缩空气，将灰尘由,气孔排出。如管子有堵塞，则可用一钢丝将其捅开。,注意事项,：在通压缩空气时，必须停电待传感器冷却到室,温后，流量为23L/min。如果锆管在水中清洗过，则重,新组装时应该将其凉干，然后再组装。,79,6.1 烟气氧含量测定,日常维护与常见故障,(3)检修或更换传感器,氧探头加热到750（,测量电偶电势为31mV左右,），用万用表欧姆挡正向、反向各测试一次测试锆管内阻，两次数值取算术平均值。确认锆管内阻大于800,需要检修或更换。,更换传感器组件,a.从电池组件上取下四个螺钉；b.取下标准气导管及法兰板；c.顺时针转动氧电池组件，从接触弹簧圈上旋下，同时取下O形金属环，注意不要将其划伤。,80,6.1 烟气氧含量测定,日常维护与常见故障,(3)检修或更换传感器,氧探头加热到750（,测量电偶电势为31mV左右,），用万用表欧姆挡正向、反向各测试一次测试锆管内阻，两次数值取算术平均值。确认锆管内阻大于800,需要检修或更换。,更换传感器组件,a.从电池组件上取下四个螺钉；b.取下标准气导管及法兰板；c.顺时针转动氧电池组件，从接触弹簧圈上旋下，同时取下O形金属环，注意不要将其划伤。,81,谢谢大家！欢迎批评指正和交流！,82,