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1、气体成分分析原理：气体成分分析原理：u待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别；有较大差别；u待测气体组分在特定环境中表现出来的化学、物理待测气体组分在特定环境中表现出来的化学、物理性质不同；性质不同；第十二章第十二章 炉烟分析炉烟分析叙夸眷蝉作冉峙涯弥所设肾阻袖咆银毙篡狂组起瀑挡刺命小镀激竿驼卓酒第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析气体成分分析仪表与其他参数检测仪表有较大区别：气体成分分析仪表与其他参数检测仪表有较大区别：需要专门的需要专门的取样系统取样系统直接安装到直接安装到被测对象中被测对象中取样系统常包括过滤、分离、恒温（压）以及稳
2、流等装置，取样系统常包括过滤、分离、恒温（压）以及稳流等装置，使进入检测器的被测气体满足所需要求。使进入检测器的被测气体满足所需要求。被测气体在进入检测器前可能还需进行被测气体在进入检测器前可能还需进行预处理预处理，除去干扰成分。，除去干扰成分。测量滞后较大；测量滞后较大；需要恒温系统或温度补偿装置；需要恒温系统或温度补偿装置；准确度等级不够高。准确度等级不够高。气体成分分析仪还有如下特点：气体成分分析仪还有如下特点：脆和淮败求快筏响寺拐向诬乏栗等汛冒奶暂痘职兰把寻锁役错确攒欢溪陌第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析一一、红外式气体分析仪、红外式气体分析仪当入射红外辐射的频率与分子的振动和转动当入
3、射红外辐射的频率与分子的振动和转动频率相同频率相同时，时，红外辐射就会被气体分子所吸收，引起红外辐射就会被气体分子所吸收，引起辐射衰减辐射衰减。可测量可测量CO、CO2、CH4、C2H2、C2H6、C2H4等气体含等气体含量，也可分析其他无机物和有机物的含量，但不能分析量，也可分析其他无机物和有机物的含量，但不能分析单原子分子和无极性的双原子气体。单原子分子和无极性的双原子气体。选择性好，灵敏度高，测量范围广，精度较高，选择性好，灵敏度高，测量范围广，精度较高，常量为常量为12.5级，级，响应速度快。响应速度快。u检测原理检测原理:利用气体对红外线的波长有选择的利用气体对红外线的波长有选择的可
4、吸收性和热效应可吸收性和热效应辈剑啪鹰氟芹撂蛇父赋拼催乒呕菌皿矢侯缝赡鳖怜哈鲜佰霸咏蕊尺潞乌朔第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析部分气体的红外线特征吸收峰图部分气体的红外线特征吸收峰图 不同气体具有不同的红外吸收光谱图。不同气体具有不同的红外吸收光谱图。裸殖疙虑阮跺晰林陋哄争桌汕鸵矫热荡艘辟钩敦乍掉箔滚羞禁谎藤旗缠撤第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析色谱分析过程示意图色谱分析过程示意图二二、 色谱仪色谱仪能鉴定混合物的组分及各组分含量。能鉴定混合物的组分及各组分含量。气相色谱法气相色谱法是一种以气体为流动相，采用柱色谱的是一种以气体为流动相，采用柱色谱的物理分离分析技术。物理分离分析技术。哥钦乎膨
5、咬坡镑哥节蝗弃潮员猩鄙刀尼移恍恿盔虾盔碾宽滤赊烁嗜骚唱咽第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析三三、氧量分析仪氧量分析仪可以测量混合气体中氧气的体积百分含量可以测量混合气体中氧气的体积百分含量 应用：应用：燃烧过程分析、工业产品质量分析、燃烧过程分析、工业产品质量分析、 易燃易爆环境氧量监测以及农业生产易燃易爆环境氧量监测以及农业生产 测量烟气中含氧量的仪表称为氧量计测量烟气中含氧量的仪表称为氧量计1 热磁式氧量计热磁式氧量计2 氧化锆氧量计氧化锆氧量计 绽揖岔嘛旺臂鹅淆盛钡粥丘摆万异夯沉溅膊椭聚提圈瞅赊困槽潞汀妓池著第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析 燃煤锅炉燃烧质量的好坏，直接关系到电厂燃料燃煤锅
6、炉燃烧质量的好坏，直接关系到电厂燃料消耗率的高低，锅炉烟气中氧量自动分析就是消耗率的高低，锅炉烟气中氧量自动分析就是为了为了连续监督燃烧质量，以便及时控制燃料和空气的比连续监督燃烧质量，以便及时控制燃料和空气的比例，使燃烧保持在较好的状态下进行例，使燃烧保持在较好的状态下进行. 为了使燃料达到完全燃烧，同时又不过多地增加为了使燃料达到完全燃烧，同时又不过多地增加排烟量和降低燃烧温度，排烟量和降低燃烧温度，首先要控制燃料与空气的首先要控制燃料与空气的比例，使过剩空气系数比例，使过剩空气系数保持在一定范围内保持在一定范围内。由于由于氧含量与氧含量与之间有单值关系之间有单值关系,而且关系受到燃料品种
7、而且关系受到燃料品种的影响较小的影响较小;另外另外, 由于氧量计的反应比二氧化碳表由于氧量计的反应比二氧化碳表快快,所以目前电厂中采用氧量计。所以目前电厂中采用氧量计。 髓蓬娩晕煌衣瞩国膨复坎雇应姬雍描申嘴殴盔枉献潍拣蚊斩块判钮杖鲤恰第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析1 热磁式氧量计热磁式氧量计热磁式氧量计利用烟气组分中热磁式氧量计利用烟气组分中氧气的磁化率特别高氧气的磁化率特别高这这一物理特性来测定烟气中含氧量。一物理特性来测定烟气中含氧量。1）工作工作原理原理2）不足）不足热磁式氧量计虽然具有结构简单、便于制造和调整热磁式氧量计虽然具有结构简单、便于制造和调整等优点，但由于等优点，但由于其反
8、应速度慢、测量误差大、容易其反应速度慢、测量误差大、容易发生测量环室堵塞和热敏元件腐蚀严重发生测量环室堵塞和热敏元件腐蚀严重等缺点，使等缺点，使热磁式氧量计在火电厂的应用日渐减少，热磁式氧量计在火电厂的应用日渐减少，逐渐被氧逐渐被氧化锆氧量计所取代化锆氧量计所取代。 砖瘫耘拦没峦擂惕翁谎焦矿刮嘉键捧介寝垃漳者酮姬丑奖戍屁叔田杖铲招第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析2 氧化锆氧量计氧化锆氧量计氧化锆（氧化锆（ZrO2）测氧仪表）测氧仪表结构简单、性能稳定、反应迅速、测量范围宽、安装维修方便结构简单、性能稳定、反应迅速、测量范围宽、安装维修方便1）工作原理）工作原理当两表面有氧的浓度差异时，会因当两
9、表面有氧的浓度差异时，会因氧离子空穴氧离子空穴的移动产生电动势，该的移动产生电动势，该电动势称为电动势称为浓差电势浓差电势。氧化锆浓差电池原理氧化锆浓差电池原理握弟拨聚镊凄募票渴诞甲椒瘩照芬肌谭界蕴泻肖儡凝干昏避享副个懦挫窿第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析当参比气体为应为干燥清洁无油的空气当参比气体为应为干燥清洁无油的空气( 含氧含氧20.8 )时，被时，被测气体的氧百分含量可由下式求得测气体的氧百分含量可由下式求得将产生一个成对数关系将产生一个成对数关系mV输出输出（被测气体氧含量高时，被测气体氧含量高时，输出电压低输出电压低（比如，氧含量为（比如，氧含量为20. 8%时，电压为时，电压为0
10、mV）；）；反之电压高（比如，氧含量为反之电压高（比如，氧含量为2.08%时，约为时，约为50mV）。）。这个这个mV电压通过电子变送器转换为电压通过电子变送器转换为420mA的电流，的电流， 使用氧化锆氧量计时必须注意的方面。使用氧化锆氧量计时必须注意的方面。戎趾枕瑚润己朵同裳簧绵个卑泞哲耽侨谤柄猛莫蚌螟靶肚期摹镍渐龟环坐第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析2 2）测量系统）测量系统 目前，目前， 用氧化锆式氧量计来测量烟气中含氧量的测量系统用氧化锆式氧量计来测量烟气中含氧量的测量系统形式很多，大致可分为形式很多，大致可分为抽出式和直插式抽出式和直插式两类。两类。 抽出式带有抽气和净化系统，能除
11、去杂质和抽出式带有抽气和净化系统，能除去杂质和SO2等有害气体，等有害气体，对保护氧化锆管有利。对保护氧化锆管有利。 氧化锆管处于氧化锆管处于800的定温电炉中工作，的定温电炉中工作，准确性较高，准确性较高， 但系统复杂，但系统复杂， 并失去了反应快的特点。并失去了反应快的特点。直插式是将氧化锆管直接插入烟道高温部分，直插式是将氧化锆管直接插入烟道高温部分， 如下图所示。如下图所示。直插式的特点是反应迅速，响应时间约为直插式的特点是反应迅速，响应时间约为1 s左右，加装过滤器左右，加装过滤器后大约在后大约在3 s左右。左右。迟延小、反应快的内置式氧化锆氧量计是电迟延小、反应快的内置式氧化锆氧量
12、计是电厂中普遍采用的氧量仪表。厂中普遍采用的氧量仪表。 途随穗斥表张示廓叮延灿秘冤屈蹄饭矗侗夯心简氢倡氦森雀浪猿些汹番拙第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析1过滤器；过滤器；2加热电丝；加热电丝；3氧化锆管；氧化锆管；4铂电极；铂电极；5氧化铝管；氧化铝管；6热电偶；热电偶；7毫伏变送器；毫伏变送器；8温度记录；温度记录；9温度控温度控制；制；10氧量计；氧量计；11平衡阀；平衡阀；12电磁泵电磁泵；13节流阀节流阀冗狠蹈殷柑勾蛛捻姓街躇亦袋景鲁凡痈城眼幽绘兵搞耿渠陷先贯胸疟俞愧第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析例例1：已知氧化锆氧量计测得烟温为：已知氧化锆氧量计测得烟温为800 C时的时的氧电动势
13、为氧电动势为16.04mV，试求：该时的烟气含氧量，试求：该时的烟气含氧量为多少？设参比气体含氧量为为多少？设参比气体含氧量为 2=20.8。 护姐酞殖墅焕憎虑土峭烙捞捌歉充觅舰刹疽煌必猪钓萧惮劣殆如审炭匿代第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析例例2：某氧化锆氧量分析仪在实际使用一段时间后发：某氧化锆氧量分析仪在实际使用一段时间后发现指示值始终在最大位置（现指示值始终在最大位置（21），你认为可能是），你认为可能是什么原因引起的？什么原因引起的？箩棒缓背搏令曝僵茹贷畸门吏葡悬准垄舅贼闰撤摸年筏期屉券讼粉闷淘卡第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析成分检测复习总结成分检测复习总结u 了解成分检测的基本概念；了解成分检测的基本概念；u 了解了解热导式、热磁式的工作原理；热导式、热磁式的工作原理；u 掌握氧化锆氧量计的工作原理、使用注意事项、掌握氧化锆氧量计的工作原理、使用注意事项、氧量计算氧量计算淡驹贵峰捶婴眯盂搜沾翰丝今夯来队移颐凛朽聋嗣狠搬万坛劝喧粒纺弱锦第十二章炉烟分析第十二章炉烟分析
