烟囱一氧化碳含量分析系统

红外分析模块主要技术特性
红外线是一种电磁波，红外辐射主要是热辐射。当红外辐射通过某气体层时，气体层中的极性分子，即非单元素气体分子（如CO、CO2等），就会对红外辐射进行选择性的吸收。多元素气体分子对红外线的吸收遵循朗伯特—比尔定律。

式中，
—红外辐射被气体吸收后的能量；
—红外辐射被气体吸收前的能量；
—气体的吸收系数（消光系数）；
—吸收气体的浓度；
—红外辐射经过吸收气体层的长度。
2 红外线分析工作原理
分析部分由三大部件组成：
一个能发出特定红外波长的红外辐射器—－光源；
一个由参比气室和分析气室组成的测量池；
一个能检测红外辐射并将红外辐射的能量变化转换成电量变化的接收器（亦称检测器）。
由红外光源发出二束能量相等、按照一定频率进行调制的平行光束，分别通过参比气室和分析气室后，由于分析气室中吸收气体（被测气体）对红外线的吸收，使原来能量相等的二束红外线产生了能量差，然后又分别进入接收器的参比接收室和测量接收室。通过薄膜电容器将红外线能量变化转换成电量变化，再通过电气单元和控制单元的放大整流及线性化等各种处理，仪器就能输出一个与被测气体浓度变化相对应的信号，供显示或控制。
分析器除了各种部件的特殊结构外，在接收原理上有一个特殊的改进。接收器的参比接收室和测量接收室分别用光学镜片分隔成前室和后室。
在接收器中的吸收气体和分析气室中的被测气体同样都按朗伯特—比尔定律吸收红外线。前室中气体的吸收曲线近似于被测气体的消光曲线。由于前后室之间半透半反窗的作用，使后室辐射得到抑制，排除了干抗气的影响，使仪器达到佳选择效果。

TDLAS激光分析模块原理及主要技术特性
当一束光穿过气体时，部分光会被气体吸收。通过对气体吸收后的光进行光谱分析，可以准确得出被测气体的各项指标，其中气体的种类和浓度是主要的测量参数。激光作为一种强度高、单色性好及方向性的光源，可以大幅度提高光谱分析的准确性、适用性。






可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS） 技术是用单一窄带的激光频率扫描一条立的气体吸收线，激光器的波长随驱动电流而改变，激光器的驱动电流采用在三角波上叠加正弦波的调制方式，探测器接收到光信号后实现光电转换经前置放大电路放大，处理器通过模数转换得到原始的调制电信号后经过解调算法获得光谱图像数据，即可算出气体浓度。 TDLAS已经发展成为了非常灵敏和常用的气体监测技术，广泛应用于各行各业，为用户提供一种，可靠，便捷的气体在线实时监测手段。

技术优势

基于TDLAS技术研制的激光气体传感器相比其他传统的气体传感器具有以下明显的优势：
（1）选择型好。可测量有交叉干扰的混合气体。
（2）有长期稳定运行的需求。激光气体传感器可以做到长期不用标气校准。
（3）可以做到自动跨度调整。在和大量程两者可以兼得，一个传感器即可实现。
（4）相比红外NDIR体积小、重量轻、精度高，相比电化学等不会高浓度中毒，无损测量。
（5）可实现一个传感器测量多组分气体的功能。

以上是TDLAS原理检测的优势。目前市场上大多数基于TDLAS的设备是采用模拟电路和锁相IC搭建的调制解调系统，我公司生产的激光气体传感器模块与之有完全不同的技术架构，采用全数字式TDLAS调制解调系统，调制信号经处理器直接产生，探测器信号转换后经24位ADC直接进入处理器解调，整个过程实现数字化处理，再无大量模拟运算放大器和锁相环IC参与，也没有可调电位器等器件，这些器件本身有的温飘，和电路噪声，是很不可靠的因素，让设备显得极其“娇贵”。

随着环境保护的日益加强，热电厂作为主要的能源供应单位，其烟气排放问题备受关注。为了确保烟气排放符合国家标准，并实时监控烟气中的各种有害物质，热电厂CEMS烟气在线监测系统应运而生。将详细探讨这一系统中主要监测的气体种类及其重要性。

一、二氧化硫（SO₂）
二氧化硫是热电厂烟气中主要的污染物之一，其对环境和人体健康都有很大的危害。长期吸入二氧化硫会导致呼吸道疾病，甚至引发更严重的健康问题。因此，烟气在线监测系统要对二氧化硫的浓度进行实时监测，以确保其排放浓度符合国家规定的标准。
二、氮氧化物（NOx）
氮氧化物也是烟气中的重要污染物之一，主要来源于燃烧过程中氮气的氧化。NOx不仅对大气环境造成污染，还会形成酸雨、光化学烟雾等环境问题。烟气在线监测系统对氮氧化物的监测同样至关重要，这有助于电厂及时调整运行参数，减少NOx的排放。
三、颗粒物（PM）
颗粒物是烟气中另一种主要的污染物，包括烟尘、飞灰等。颗粒物对大气环境、水体以及土壤都会造成污染，同时对人体健康也有严重影响。因此，烟气在线监测系统需要对颗粒物进行实时监测，确保颗粒物排放浓度在可控范围内。
四、一氧化碳（CO）
一氧化碳是燃烧不完全的产物，也是烟气中的一种有害气体。它具有很高的毒性，对人体健康构成严重威胁。烟气在线监测系统对一氧化碳的监测可以帮助电厂及时发现燃烧问题，避免一氧化碳的大量排放。
五、氧气（O₂）
虽然氧气本身不是污染物，但在烟气监测中，氧气的含量是评估燃烧效率的重要参数。通过监测烟气中的氧气含量，可以了解燃烧是否充分，进而优化燃烧过程，提高能源利用效率。
CEMS烟气在线监测系统中检测O2、CO、NOx和SO2的传感器:

序号

检测点

被测组分

工艺目的

典型量程

备注

1

2

冷端

引风机前

CO

回收控制

0~80%

引风机后

O2

0~3%

3

煤气柜前

O2

安全控制

0~3%

4

5

6

煤气柜顶

CO

0~300PPm

煤气柜后

电除尘器前

O2

0~3%

7

热端

一纹管前

CO

O2

回收控制

同冷端