連續(xù)污染物排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS自上世紀(jì)八十年代應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的排放監(jiān)測(cè)以來，在國(guó)內(nèi)逐漸建立起對(duì)污染物的排放監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)安裝總數(shù)也接近兩萬(wàn)套。其中多數(shù)采用了直接抽取式取樣加紅外氣體分析的方法。隨著國(guó)家對(duì)污染源控制的加強(qiáng)，實(shí)際排放濃度逐年降低，這對(duì)紅外氣體分析儀器的適用性提出了更高的要求。尤其是在高濕低濃度條件下，對(duì)紅外氣體分析儀的測(cè)試精度、分辨率、抗干擾性提出了更高的要求。本文就實(shí)際應(yīng)用中特別關(guān)注的抗水分干擾和分辨率等儀器性能探討如下。

1. 紅外煙氣分析儀受水分干擾的消除方法

由于煙氣排放中的水含量是影響二氧化硫和氮氧化物測(cè)定的主要干擾物（參考SO2紅外吸收光譜圖），水分干擾直接影響了儀器的測(cè)量精度。這也是為什么部分紅外氣體分析儀在實(shí)驗(yàn)室條件下使用標(biāo)準(zhǔn)氣檢定時(shí)合格，在CEMS現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試卻達(dá)不到要求的原因。

     通常CEMS系統(tǒng)取樣中采取冷干法脫除水分，以防止水分冷凝和水分干擾，但由于排放工況的變化和冷凝效率的原因，冷凝器的出口露點(diǎn)往往存在波動(dòng)。在高濕低濃度條件下，水分的干擾往往過了儀器本身的測(cè)量誤差，干擾誤差尤為明顯。

消除水分干擾誤差的方法通常兩種：一是采用脫水裝置，二是設(shè)置水分傳感器并進(jìn)行軟件補(bǔ)償。

采用脫水裝置的方法有采用干燥劑如無(wú)水高氯酸鎂，或者采用NAFION膜式干燥管。其主要問題在于需要經(jīng)常更換，人為增加了運(yùn)行維護(hù)成本。儀器生產(chǎn)廠家也有可能在檢定時(shí)使用脫水裝置，但是在運(yùn)行時(shí)為減少運(yùn)行費(fèi)用不采用該裝置，造成實(shí)際運(yùn)行中的性能改變，導(dǎo)致CEMS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不確定度增加。

      采用水分傳感器軟件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ话阒恍拚泓c(diǎn)的水分干擾，且低端的分辨率較低。對(duì)于同時(shí)含水和含SO2,NO的氣體的修正精度很差。此外對(duì)于NO分析儀，由于在相同的氣室長(zhǎng)度下，NO的分辨率低于H2O的分辨率，采用水分傳感器修正的方法對(duì)NO會(huì)造成很大的誤差。

     那么如何真正有效降低水分對(duì)紅外分析儀測(cè)量的影響呢？紅外煙氣分析儀在傳統(tǒng)微流紅外傳感器的基礎(chǔ)上，增加了調(diào)水機(jī)構(gòu)。它是通過將不同溫度下的飽和空氣依次通入紅外傳感器，通過調(diào)節(jié)調(diào)水機(jī)構(gòu)，使得含有非冷凝水的氣體與N2的信號(hào)一致。同時(shí)通過硬件調(diào)節(jié)及線性修正，來消除H2O（氣）對(duì)SO2、NOx的干擾。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，通過該方法調(diào)節(jié)后的傳感器可以滿足各種水分含量條件下的水分干擾消除，干擾的程度可控制在5ppm以內(nèi)。

2. 低量程紅外煙氣分析儀分辨率的檢定

       紅外測(cè)量原理是基于郎伯比爾定律，即通過吸收光強(qiáng)的變化測(cè)定氣體濃度。當(dāng)氣體濃度較小時(shí)，光強(qiáng)變化也小，若傳感器分辨率不夠，就無(wú)法響應(yīng)濃度的變化。

      很多儀器為提高零點(diǎn)穩(wěn)定性，會(huì)采用不同的算法，以減小零點(diǎn)的波動(dòng)；還有如前所述，為了補(bǔ)償水分的干擾影響，也會(huì)采用零點(diǎn)補(bǔ)償方式。這樣的直接結(jié)果就是零點(diǎn)附近儀器沒有反應(yīng)。

實(shí)際應(yīng)用中低量程儀器的程要求不高于200ppm，為測(cè)量可靠性，實(shí)際的分辨率應(yīng)不大于1ppm。

       檢定時(shí)可采用10ppm的標(biāo)準(zhǔn)氣體（SO2,NO），利用氣體分割器（配氣儀）將濃度控制在5ppm，通入儀器內(nèi)，讀取儀器的測(cè)量結(jié)果A，此后利用配氣儀將濃度控制在4.9ppm，讀取儀器的讀數(shù)B,連續(xù)多次（3次以上）測(cè)量得到A,B的平均值，兩平均值的差就是儀器實(shí)際的分辨率。

       只有解決水分干擾和分辨率的問題，煙氣分析儀才能真正滿足高濕低濃度的測(cè)量要求，真正有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)控污染物排放，為減排提供切實(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

      在CEMS煙氣分析儀使用過程中紅外線分析儀必須去除水分的影響，所以在預(yù)處理過程中一般雙路冷凝器比較保險(xiǎn)，還有弱酸性液體對(duì)分析儀的影響也要考慮。