影响烟气中二氧化硫检测结果的主要因素及对策

东日瀛能：目前二氧化硫浓度的检测方法主要有电化学法和非色散红外吸收法。测定固定污染源中SO2的含量，确定污染水平。然而，由于SO2本身的物理化学性质，对烟气中SO2的检测和分析对外界环境、采样装置和检测设备提出了更高的要求。常见的SO2检测方法存在一些问题。本文详细分析了采样流量、样品气体湿度、干扰气体等影响SO2检测结果的主要因素，并提出了相应的解决方案。

1取样流量影响

烟气进入烟道后，由于风机的作用，烟道内烟气压力发生变化：风机前的烟道产生负压，风机功率大时甚至产生高负压;风机后的烟道产生正压。

在现场监测中，由于各种条件的限制，往往要选择风机前部的采样位置，从而产生烟道内的负压。在这种情况下，在使用合格的电化学烟气分析仪测量从烟气中提取的烟气浓度的过程中，会遇到由烟道内负压所形成的“反向泵力”，导致流入仪器的烟气较少。因此，烟气的监测浓度低于实际烟气浓度。当烟气负压很大时，甚至不能完全抽出，监测浓度接近于零。

其次，在国家环境监测站火电建设项目“环境保护验收与监测技术规范”中指出，定位电解法监测仪器需要严格的采样流程。监测数据的显示与采样流量的变化成正比。当仪器的采样流量减小(例如烟道的负压大于仪器的反负压)时，监测数据明显变小，为了减小测量误差，仪器的工作流量应等于校准时的流量。

因此，采样流量的变化将严重影响烟气分析仪的精度。在监测过程中，应始终注意采样流量的变化，以保证仪器的采样流量与校准流量一致。为了解决高负压的影响，可以提高取样泵的承载能力，增加气体产量，保证烟气进入传感器前的流量和压力，提高烟气预处理系统的抗负压能力。如果负压过大，烟气分析仪不能提供足够的产气量，也可以改变监测点，选择助力风机的后端进行采样和检测。

2样气湿度影响

一般情况下，未经湿法脱硫的烟气含水量不大于3%，而经湿法脱硫的烟气含水量往往大于5%。如果脱硫设备脱水不好，烟气含水量可高达12%。高含水量烟气进入采样管道后，由于温度下降超过露点温度，采样管道将产生冷凝水，并从部分烟气中吸收SO2，导致进入传感器的SO2浓度下降，导致负偏差甚至没有监测。结果。具体影响如下：

主要结果如下：1)当SO2气体通过一定量的水体积时，气体中的部分SO2会被溶解和吸收，这表现在测量系统的等效响应时间从几分钟延长到几十分钟，测量误差严重扩大。

(2)当含SO2气体通过管壁上的水滴穿过气管时，由于SO2被水吸收，测量系统的响应时间延长，测量浓度较低。

3)测量系统的等效响应时间与系统含水量成正比，随烟气中SO2浓度的降低而延长。

在实际测量过程中，必须采取响应措施，或在烟气取样探头的背面安装相应的装置，以除去水蒸气，或在探头与分析仪之间的管道上安装热线，以确保样品的温度始终在零度以上，无水凝结，然后依靠分析仪内部的快速除水装置。

3干扰气体影响

影响SO2检测结果的主要干扰气体为HF、H2S、NH3、NO2、CO，其中CO对SO2检测结果的干扰最大。针对CO气体对SO2传感器的正干扰，国外传感器技术规范指出，在300 ppm(375 mg/m3)CO标准气体作用下，SO2输出的“交叉干扰”值小于5 ppm(14 mg/m3)。但是，固定污染源烟气中的CO含量往往超过375 mg/m3，甚至远远大于375 mg/m3。大量数据表明，部分CO浓度高于1000 mg/m3。在这种情况下，由于CO的存在，SO2传感器显示的浓度高于实际值，不能忽略。

有研究表明：

结果表明：1)在锅炉废气测定过程中，CO气体的存在会使电化学法检测SO2的结果更高。

2)CO对SO2浓度的影响为正，影响率约为3%。在相同CO浓度下，SO2浓度越低，检测结果的影响越大，CO浓度越高，在相同浓度下CO浓度对SO2测定结果的影响越大。

3)在实际应用监测过程中，在有高浓度CO气体存在的情况下，应使用非分散红外吸收式烟气分析仪表;不应使用电化学烟气分析仪表，以防止CO气体存在导致监测结果失真。

由于CO的红外吸收波长接近μm，SO2的红外吸收波长接近μm，所以用非色散红外吸收法检测烟气中SO2的浓度时，烟气中CO的浓度对SO2的红外吸收没有影响。因此，SO2的检测结果不受影响。

根据红外传感器的应用特点，非光谱红外吸收法可分为双光束法、微流法、微声法等。然而，微流红外传感器在固定污染源监测系统中得到了广泛的应用。例如，东日瀛能公司研制的低量程在线烟气分析仪采用了微流红外气体分析技术。

微流红外气体分析技术是基于红外吸收光谱和非单组分极性气体分子中红外(~25μm)带分子振动能级的基本吸收线原理。利用二氧化硫对红外光的吸收特性。首先，将SO2和其它气体填充在相互连接的双层结构气室中，使前后空气室吸收特定的红外光并不同程度地膨胀，在连接的前、后气室内流动很小。然后用高精度的微流量气体传感器对其进行检测.由于红外光源是交替调制的，微流量作为交流电压信号，处理后可以准确地测量和显示SO2的体积浓度。

图2. 微流红外探测器

此外，还设计了一个由测量室和参考室组成的半气室。半隔间设计允许参考室和测量室共享光源和传感器。即使测量环境发生变化，影响基准零点，检测仪器仍能感知变化，从而减少环境变化对测量结果的影响，减少零点漂移，达到更高的精度。

图3.气室设计原则

无论采用哪种检测方法，SO2浓度都或多或少地受到采样流量、样品气体湿度和干扰气体的影响，相应的干扰校正方案可以在一定程度上减少各种因素的干扰。结果更准确。然而，在消除干扰气体的影响方面，非色散红外吸收法比电化学法具有更多的技术优势，具有更高的稳定性和准确度。