红外烟气分析仪受水分干扰的消除方法

连续污染物排放监测系统CEMS自上世纪八十年代应用于国内的排放监测以来，在国内逐渐建立起对污染物的排放监测网络，系统安装总数也接近两万套。其中多数采用了直接抽取式取样加红外气体分析的方法。随着*对污染源控制的加强，实际排放浓度逐年降低，这对红外烟气分析仪器的适用性提出了更高的要求。尤其是在高湿低浓度条件下，对红外气体分析仪的测试精度、分辨率、抗干扰性提出了更高的要求。

红外烟气分析仪受水分干扰的消除方法

由于烟气排放中的水含量是影响二氧化硫和氮氧化物测定的主要干扰物（，水分干扰直接影响了仪器的测量精度。这也是为什么部分红外气体分析仪在实验室条件下使用标准气检定时合格，在CEMS现场测试却达不到要求的原因。

通常CEMS系统取样中采取冷干法脱除水分，以防止水分冷凝和水分干扰，但由于排放工况的变化和冷凝效率的原因，冷凝器的出口露点往往存在波动。在高湿低浓度条件下，水分的干扰往往超过了仪器本身的测量误差，干扰误差尤为明显。

消除水分干扰误差的方法通常两种：

采用脱水装置；

设置水分传感器并进行软件补偿。

采用脱水装置的方法有采用高效干燥剂如无水高氯酸镁，或者采用NAFION膜式干燥管。其主要问题在于需要经常更换，人为增加了运行维护成本。仪器生产厂家也有可能在检定时使用脱水装置，但是在运行时为减少运行费用不采用该装置，造成实际运行中的性能改变，导致CEMS监测数据不确定度增加。 采用水分传感器软件补偿的方法一般只修正零点的水分干扰，且低端的分辨率较低。对于同时含水和含SO2,NO的气体的修正精度很差。

此外对于NO分析仪，由于在相同的气室长度下，NO的分辨率低于H2O的分辨率，采用水分传感器修正的方法对NO会造成很大的误差。 那么如何真正有效降低水分对红外分析仪测量的影响呢？红外烟气分析仪在传统微流红外传感器的基础上，增加了调水机构。它是通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传感器，通过调节调水机构，使得含有非冷凝水的气体与N2的信号一致。同时通过硬件调节及线性修正，来消除H2O（气）对SO2、NOx的干扰。进一步实验结果还表明，通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除，干扰的程度可控制在5ppm以内。

低量程红外烟气分析仪分辨率的检定 红外测量原理是基于郎伯比尔定律，即通过吸收光强的变化测定气体浓度。当气体浓度较小时，光强变化也小，若传感器分辨率不够，*无法响应浓度的变化。 很多仪器为提高零点稳定性，会采用不同的算法，以保证减小零点的波动；还有如前所述，为了补偿水分的干扰影响，也会采用零点补偿方式。这样的直接结果*是零点附近仪器没有反应。 实际应用中低量程仪器的***大量程要求不高于200ppm，为保证测量可靠性，实际的分辨率应不大于1ppm。 检定时可采用10ppm的标准气体（SO2,NO），利用气体分割器（配气仪）将浓度控制在5ppm，通入仪器内，读取仪器的测量结果A，此后利用配气仪将浓度控制在4.9ppm，读取仪器的读数B,连续多次（3次以上）测量得到A,B的平均值，两平均值的差*是仪器实际的分辨率。 只有解决水分干扰和分辨率的问题，烟气分析仪才能真正满足高湿低浓度的测量要求，真正有效实现监控污染物排放，为减排提供切实准确的统计数据。 在CEMS烟气分析仪使用过程中红外线分析仪必须去除水分的影响，所以在预处理过程中一般双路冷凝器比较保险，还有弱酸性液体对分析仪的影响也要考虑。