發(fā)布時間：2020-09-14 14:23

　　 當前國家對大氣污染防治措施越來越嚴厲,控制大氣污染問題重點在于對火力發(fā)電煙氣、工業(yè)鍋爐煙氣的控制和治理。因此固定污染源煙氣排放監(jiān)測成為了環(huán)境治理工作的重點,而判定固定污染源煙氣排放數(shù)據(jù)的有效性所執(zhí)行的適用性檢測和比對監(jiān)測則成為各環(huán)境監(jiān)測部門工作的重點。本文通過分析發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)煙氣預處理系統(tǒng)的干燥原理是造成二氧化硫損失及非分散紅外分析儀檢測不準確的主要因素,因此采用了獨特的Nafion管除濕技術(shù)開發(fā)出一種創(chuàng)新的便攜式煙氣預處理系統(tǒng),利用氣態(tài)除濕原理,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子冷凝器,杜絕了二氧化硫的溶解損失并使非分散紅外分析儀的檢測更精確、快速。概括起來本文研究的主要內(nèi)容如下所示:(1)通過對Nafion管干燥理論模型及其特性的研究,提出以Nafion管干燥技術(shù)為核心的便攜式煙氣預處理系統(tǒng)的設(shè)計方案及技術(shù)指標,簡述了便攜式預處理系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)。(2)針對系統(tǒng)性能要求設(shè)計了硬件電路,選擇STM32F4作為主控制芯片設(shè)計控制電路,并詳述了控制電路中各模塊的工作原理和硬件電路設(shè)計,主要包括傳感器電路、藍牙電路、電源電路、存儲電路及顯示控制電路等。(3)便攜式煙氣預處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計,基于STM32芯片的軟件開發(fā)主要是主程序和各個傳感器的采集程序,而上位機軟件的實現(xiàn)是通過DGUS開發(fā)平臺,采用直接變量驅(qū)動顯示,實現(xiàn)與STM32芯片的功能交互。(4)通過實驗室的測試驗證了便攜式煙氣預處理系統(tǒng)在不同濕度下的干燥性能,然后與非分散紅外分析儀聯(lián)用,確認系統(tǒng)的二氧化硫損失率。最后,通過與現(xiàn)場CEMS系統(tǒng)進行比對實驗并分析結(jié)果,驗證系統(tǒng)的準確性和可靠度。測試結(jié)果分析表明:基于Nafion管干燥原理的便攜式煙氣預處理系統(tǒng)的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)冷凝器,并且在與非分散紅外分析儀聯(lián)用下更為準確的檢測出二氧化硫的濃度,達到了系統(tǒng)設(shè)計前的指標。
【學位單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

第一章 緒論 便攜式煙氣預處理系統(tǒng)的開發(fā)及其與非分散紅外分析儀的聯(lián)用似，具有相同的冷干法、熱濕法和稀釋法。但由于熱濕法和稀釋法在便攜方面的局限性，約 95%都采用的是冷干直抽法。根據(jù)不同的分析技術(shù)，有非分散紅外吸收，非分散紫外吸收，紫外差分和電化學法[9]，但最為廣泛使用的依舊是非分散紅外吸收法分析儀，代表有日本掘場公司（HORIBA）PG-350，德國 MRU 公司 MGA5，北京雪迪龍 3080，武漢天虹 TH-890C 等。非分散紅外吸收法分析儀，是基于氣體紅外吸收的原理，不同氣體濃度具有在紅外光線的不同波段下所衰減的程度不同的特性，來進行氣體濃度的測量[10]。非分散紅外選用的中紅外波段對氣態(tài)污染物 SO2和NOx具有吸收峰，用來檢測污染物的濃度。SO2的吸收波段為 7.25um~7.62um，NO 的吸收波段為 5.1um~5.3um，而 H2O（水汽）在 1um~9um 的波段范圍內(nèi)則有連續(xù)的吸收峰，是影響氣體濃度測量的主要干擾組分[11]，見圖 1-1。這將對煙氣中的 SO2、NO 的測量結(jié)果帶來很大影響，造成分析數(shù)據(jù)的波動。

圖 1-2、1-3 SO2溶解度和損失率曲線圖圖 1-3 中 S170 表示 SO2濃度為 170ppm，S390 表示 SO2濃度為 390ppmS580 表示 SO2濃度為 580ppm，S680 表示 SO2濃度為 680ppm如何在除濕過程中減少冷凝水與煙氣接觸，從而保證煙氣干燥后露點的穩(wěn)定，減少 SO2組分被冷凝液吸收而造成的損失成為關(guān)注的重點。本課題提出一種利用 Nafion干燥管對“超低排放”的煙氣干燥除濕方法，該方法是使用 Nafion 干燥管的化學親和力為基礎(chǔ)的，依靠磺酸基的化學親水性遷移水分子，從而進行氣態(tài)除濕并保證待測氣體組分不損失[13]。利用 Nafion 干燥管的獨特性能，開發(fā)便攜式煙氣預處理系統(tǒng)并于非分散紅外分析儀聯(lián)用，應(yīng)用于“超低排放”CEMS 系統(tǒng)適用性檢測、技術(shù)驗收或手工比對監(jiān)測中，排除冷凝水和水蒸氣對非分散紅外分析儀的干擾，準確、快速的測量出煙氣中的污染物濃度，使測試結(jié)果更具代表性。1.3 便攜式煙氣預處理系統(tǒng)介紹

圖 1-2、1-3 SO2溶解度和損失率曲線圖圖 1-3 中 S170 表示 SO2濃度為 170ppm，S390 表示 SO2濃度為 390ppmS580 表示 SO2濃度為 580ppm，S680 表示 SO2濃度為 680ppm如何在除濕過程中減少冷凝水與煙氣接觸，從而保證煙氣干燥后露點的穩(wěn)定，減少 SO2組分被冷凝液吸收而造成的損失成為關(guān)注的重點。本課題提出一種利用 Nafion干燥管對“超低排放”的煙氣干燥除濕方法，該方法是使用 Nafion 干燥管的化學親和力為基礎(chǔ)的，依靠磺酸基的化學親水性遷移水分子，從而進行氣態(tài)除濕并保證待測氣體組分不損失[13]。利用 Nafion 干燥管的獨特性能，開發(fā)便攜式煙氣預處理系統(tǒng)并于非分散紅外分析儀聯(lián)用，應(yīng)用于“超低排放”CEMS 系統(tǒng)適用性檢測、技術(shù)驗收或手工比對監(jiān)測中，排除冷凝水和水蒸氣對非分散紅外分析儀的干擾，準確、快速的測量出煙氣中的污染物濃度，使測試結(jié)果更具代表性。1.3 便攜式煙氣預處理系統(tǒng)介紹

【參考文獻】

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本文編號：2818280