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1、电化学烟气分析仪电化学烟气分析仪 原理原理 1、电化学气体传感器工作原理是：将待测气体经过除尘、去湿后进入传感器室，经由渗透膜进入电解槽， 使在电解液中被扩散吸收的气体在规定的氧化电位下进行电位电解，根据耗用的电解电流求出其气体的浓度。 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
2、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 青岛环控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 1 页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 2、仪器一般由气路系统和电路系统两部分组成，其工作原理是气体采样泵将烟气经采样管送至传感器的气室， 传感器的输出电信号通过电子线路将模拟信号放大，转换成被测气体的浓度。
3、被测气体通过渗透膜进入电解槽， 传感器电解液中扩散吸收的二氧化硫发生以下氧化反应：SO2 +2H2O SO42- +4H+ +2e 与此同时产生对应的极限扩散电流 i，在一定范围内其大小与二氧化硫浓度成正比，即： Z 电子转移数； F 法拉第常数； S 气体扩散面积；D 扩散常数； 扩散层厚度；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。 CDSFZi=青岛环控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 2 页仪器的结构流程图仪器的结构流程图 青岛环
4、控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 3 页仪器使用的质量保证（应用注意事项）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
5、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。 青岛环控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 4 页维护方法维护方法 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
6、析仪的使用尤为重要。 1、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 510min，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。因为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。 2、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 23 周充电一次，且采样时电池电量不应低于 30。 3、有些厂商安装了两个泵：抽气泵和
7、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。 4、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 07Lmin 以
8、上，才有可能保证仪器测量的准确性。 5、 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青岛环控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 5 页周期检定，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 209。 其二，选择纯氮，通入氮气氧传感器的显示应迅速下降为 02mgm。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，
9、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；或在标定过程中发现传感器反应非常慢，线性误差较大，无法调整；或是刚刚调整好，再进行测量数值又发生了变化，则可以考虑更换传感器。 在更换传感器之后，也要对传感器或仪器进行及时反复的标定，调整准确后 才可使用。 故障排除故障排除 1、无法开机。 蓄电池电量不足- 充电! 2、测量浓度值偏低。泵抽力减小 - 清洗泵、更换尘滤芯 管路漏气 - 检查管路、重新连接 锅炉工况 - 对照 O2 传感器中毒 - 恢复后标定 传感器失效 - 更换传感器 青岛环控设备有限公司青岛环控设备有限公司 赵晨旭赵晨旭共 6 页 第 6 页
