文档介绍：烟气分析仪培训材料(一) 烟气分析仪技术基础 1. 电化学传感器—原电池原理电化学毒气传感器是一种微燃料电池元件,它可以直接反映出气体浓度而不必通过分压来反映。从电化学概念上来说,传感器包括两个电极—感应电极和负电极,它们被一层电解质薄膜分离开来,它们被一个塑料壳密封起来,只留有一个小孔允许气体进入感应电极,传感器内的电极通过引脚被连接到所应用的设备上。引脚还可以与外部的电阻电路相连,这样当有电流通过是就可以测出电势差。扩散进入传感器的气体在感应电极表面发生氧化或还原反应,在另一电极发生与之相对的逆反应,在外部电路上形成电流。由于气体进入传感器的速度由栅孔控制,所以产生的电流与传感器外气体浓度成比例,就可以直接测量当前毒气含量了。一氧化碳传感器的电极发上发生的反应是: 感应电极: CO +H 2O= CO 2+ 2H ++ 2e - 逆电极:?O 2+ 2H ++ 2e -=H 2O 总反应方程式: CO +?O 2= CO 2 类似的反应也发生在能被氧化或还原的所有其它毒气。逆电极发生的反应来看,氧气显然是当前反应发生的必需气体,这些氧气通常由被空气混合传输至传感器的前部或通过传感器两侧的样品气体提供(通常几千 ppm 已经足够了)。 2. 红外传感器所有的带极性的多原子气体都吸收特定波长的红外光,红外传感器就是利用气体的这个性质。气体对红外光的吸收遵循朗伯—比尔定律 I i=I 0lg kcl I 0原始光强, I i被气体吸收后光强 K气体的吸收系数 C气体浓度 L气体吸收路程吸收光谱: CO , CO2 CH4 NO NO2 SO2 3. O2 传感器氧气传感器的测量有三种原理。电化学法:原电池和定电位电解法氧化锆法氧化锆在高温下呈现离子导电现象。在氧化锆电解质(ZrO 2管) 的两侧面分别烧结上多孔铂( Pt )电极, 在一定温度下, 当电解质两侧氧浓度不同时, 高浓度侧( 空气) 的氧分子被吸附在铂电极上与电子( 4e ) 结合形成氧离子 O 2-, 使该电极带正电, O 2- 离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt 电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。两个电极的反应式分别为: 参比侧: O 2 +4e —— 2O 2- 测量侧: 2O 2-- 4e —— O 2 这样在两个电极间便产生了一定的电动势, 氧化锆电解质、 Pt 电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。顺磁氧法非磁化性哑铃被一根细导线悬挂于一个磁场内磁场强度最强处。当样气进入磁场时,样气中的氧气是顺磁性的,它被磁场所吸引,它有一个占据磁场最强处的趋向,这样它会推动哑铃偏离磁场的最强点,引起悬挂电缆的扭转,此扭转量是可以测量的,当导线扭转时,位于悬挂导线中间的一小镜子所反射的光就会发生偏移,该偏移可被一组光电池检测到并产生一个电流,该电流反馈给系统,系统就给线圈一个激励电流,该线圈产生一个驱动扭矩使导线回到初始位置,通过对电流强度的测量,就可以测出氧气的浓度,因为电流强度同样气中氧气的含量成正比。 4. 气体特性对烟气测量来讲,我们关心以下气体:O2/CO/CO2/NO/NO2/SO2/H2/HC/H2S, 如果考虑垃圾焚烧和脱硝后的烟气,还需要考虑 HF/HC L和 NH3. 大部分用户