怎樣全面驗證一臺煙氣分析儀的現(xiàn)場準(zhǔn)確性?本文給出以下建議:
1. 工作流量一致性驗證
1.1 測試儀本身流量和全套配齊后的流量一致性
1) 測試儀外接流量計,開泵,記下流量計讀數(shù);
2) 測試儀接上采樣槍、導(dǎo)氣軟管、預(yù)處理器、過濾材料……,開泵,記下流量計讀數(shù);
3) 兩個讀數(shù)相差不超過5%。
1.2 高負(fù)壓采樣孔的工作流量一致性
1) 標(biāo)定或在空氣中測試時,串接流量計測一下流量;
2) 在高負(fù)壓采樣孔工作時,同樣串接流量計測一下流量(注意,一定是外接流量計,而不要輕信儀器本身測得的流量);
3) 兩個讀數(shù)相差不超過5%。
1.3 煙塵聚集狀態(tài)的工作流量一致性
1) 選一個煙塵含量較高的采樣孔,串接流量計測一下流量;
2) 連續(xù)采樣較長時間(如1小時),觀察流量是否下降,記下讀數(shù);
3) 兩個讀數(shù)相差不超過5%。
2. “交叉干擾”處理效果驗證
“交叉干擾”帶來的測試誤差,目前雖然沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),但從其原理入手進(jìn)行的驗證還是可行的。最起碼可以做到心中有數(shù)。
最簡單的驗證用單一標(biāo)氣即可?!岸弦弧睒?biāo)氣則需定制或自行配制,也不復(fù)雜。有些混合標(biāo)氣可長時間共存、并可加壓儲存于氣瓶;有些雖在理論上可以長時間共存、但實際上只能現(xiàn)配現(xiàn)用。在沒有專用配氣儀的情況下,用氣泵、調(diào)節(jié)閥、氣泵開關(guān)、秒表也可配氣(詳見后圖),由于影響配氣精度的環(huán)節(jié)很少,主要就是手控氣泵開關(guān)的時間誤差,所以配得的混合標(biāo)氣的準(zhǔn)確性可滿足要求。而且這是用于“驗證”而非“標(biāo)定”,要求不必那么苛刻,達(dá)到驗證目的就行了。
注意:為使驗證效果更好,不要采用標(biāo)氣減壓直接向儀器供氣的方式、而要用較大的軟氣袋(如10L)過渡方式。
2.1 用單一CO標(biāo)氣驗證對SO2的正干擾
將較高濃度的CO標(biāo)氣(如2000ppm以上)減壓送入軟氣袋,再用分析儀抽氣測試,3分鐘以后,看SO2的示值=?
2.2 用單一NO標(biāo)氣驗證對NO2的正干擾
將較高濃度的NO標(biāo)氣(如1000ppm以上)減壓送入軟氣袋,再用分析儀抽氣測試,3分鐘以后,看NO2的示值=?
案例分析:曾有用戶反映臻康公司AS2099煙氣分析儀現(xiàn)場檢測NO2偏低的的問題。對此,我們進(jìn)行了理論分析、儀器復(fù)查、模擬測試。
電化學(xué)傳感器都存在“交叉干擾”現(xiàn)象。傳感器供貨商──英國City公司發(fā)布的NO2傳感器交叉干擾數(shù)據(jù)(Cross-sensitivity Data)”如下:
英國CITY公司NO2傳感器技術(shù)規(guī)格書中的“交叉敏感度”報告
氣 體 | 響應(yīng)百分比(%) | 備 注 |
Carbon monoxide: (CO) | <1 |
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Hydrogen sulphide: (H2S) | -40 |
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Sulphur dioxide: (SO2) | -4 |
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Nitric oxide: (NO) | <1 |
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Hydrogen : (H2) | -1 |
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Hydrogen chloride: (HCL) | -1 |
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Ethylene: (C2H4) | n/d |
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從上表中可知,NO對NO2傳感器為正干擾,比例不高,小于1%,而實測發(fā)現(xiàn)有的還可能大于1%。
固定源排放廢氣中,NO濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NO2,如燃煤鍋爐NO2通常為NO濃度的3~5%。舉例來說,假如某采樣孔NO=900ppm,NO2=36ppm,則NO對NO2的正干擾可能達(dá)到9ppm左右,NO2示值=36+9=45ppm,偏高25%。若在濕法脫硫出口,NO2由于易溶于水而在脫硫過程中被順帶脫除、NO由于不宜溶于水在脫硫過程中脫除不多,則NO2濃度相對NO更低。假如上例中,NO=300ppm、NO2=6ppm,則NO對NO2正干擾為3ppm左右,NO2示值=6+3=9ppm,偏高50%。
如果儀器軟件沒對這一實際存在的現(xiàn)象進(jìn)行處理和修正,則測單一NO2標(biāo)氣沒問題,但測含有NO的混合氣時總是偏高的!在其它監(jiān)測站現(xiàn)場檢測中,曾多次和TESTO 350進(jìn)行比對,TESTO的NO2示值總是高于AS2099。至于其它機(jī)型,有些干脆不裝NO2傳感器,有些雖裝了,但只顯示氮氧化物NOx而不顯示NO2。
檢驗一臺儀器是否消除了NO對NO2傳感器的正干擾,方法很簡單:只要用它測試單一的NO標(biāo)準(zhǔn)氣體,看看NO2示值等于多少就行了。測試應(yīng)注意:
1)由于不同廠家配置的標(biāo)氣互相之間有誤差,所以測試之前最好用NO標(biāo)氣標(biāo)定一次;如果是不同儀器進(jìn)行比對,則更要用同一瓶標(biāo)氣標(biāo)定。
2)標(biāo)定要用軟氣袋過渡,以免氣瓶放氣流量與儀器泵流量不匹配導(dǎo)致的標(biāo)定失準(zhǔn)和測量誤差。
2.3 用“SO2+NO”混合標(biāo)氣驗證對NO對SO2的負(fù)干擾
SO2+NO”混合標(biāo)氣能加壓共存于氣瓶,但也可按下圖所示的方法自行配制:
1) 分別將SO2和NO標(biāo)氣減壓送入各自的軟氣袋;
2) 按恒定的流量,依次抽取SO2和NO到第三個氣袋;
3) 根據(jù)2次抽氣的時間算出混合氣中SO2和NO的體積濃度(例如:1000ppm的SO2和500ppm的NO都抽取30秒鐘,則混合氣為500ppm的SO2+250ppm的NO);
4) 將混合氣袋拿起多次晃動,以使混合均勻;
5) 用測試儀測量混合氣,SO2和NO的示值誤差應(yīng)不超過±5%。
2.4 用“SO2+NO2”混合標(biāo)氣驗證SO2和NO2互為負(fù)干擾
同上。
3. 高濕度煙氣采樣分析SO2溶解損失驗證
目前尚無嚴(yán)密的實驗室量化驗證手段,但可在濕法脫硫出口、尤其是“高濕度、低濃度”特點的濕法脫硫出口實測,并判斷數(shù)據(jù)可信度。