Измерение SO2: анализаторы диоксида серы
Анализаторы на основе импульсной УФ-флуоресценции и NDIR для измерения SO₂ в дымовых газах и атмосферном воздухе; применение в CEMS, на станциях качества воздуха и на НПЗ.
Методы измерения: UV Floresans, NDIR / GFC
Что такое SO₂ и зачем его измеряют?
Диоксид серы (SO₂) образуется при сжигании серосодержащих топлив (уголь, мазут, нефтяной кокс, некоторые газы) и в процессах переработки серосодержащего сырья. Он раздражает дыхательные пути и является одним из предшественников кислотных дождей и вторичных частиц.
Законодательство Турции о загрязнении воздуха промышленными предприятиями требует контроля выбросов SO₂, а на соответствующих предприятиях — непрерывных измерений. На нефтеперерабатывающих заводах, ТЭС и установках получения серы SO₂ одновременно является параметром управления технологическим процессом.
Где измеряют SO₂?
- Дымовые газы: в трубах котлов и печей и после сероочистки — экстрактивными системами непрерывного мониторинга выбросов (CEMS).
- Атмосферный воздух: на станциях мониторинга в городах и промышленных зонах.
- Технологические потоки: в хвостовом газе установки получения серы совместно с H₂S — для регулирования соотношения.
- Переносные измерения: краткосрочные измерительные кампании и проверка.
Какими методами измеряют SO₂?
Для атмосферного воздуха и низких концентраций распространенный метод — импульсная УФ-флуоресценция: измеряется флуоресценция молекул SO₂, возбужденных УФ-излучением, пропорциональная концентрации. В дымовых газах и в многокомпонентных анализаторах применяется также абсорбционный NDIR / ИК-метод с корреляцией по газовому фильтру. Для технологических потоков с высокой концентрацией, таких как хвостовой газ, предпочтительны фотометрические или спектроскопические методы. Часть анализаторов H₂S сначала преобразует H₂S в SO₂, а затем измеряет его по флуоресценции; поэтому H₂S и SO₂ зачастую контролируются одним прибором.
При выборе анализатора SO₂
- Ожидаемый диапазон: следовые уровни в атмосферном воздухе и высокие уровни в дымовых газах требуют разной конфигурации
- Пробоподготовка: удаление влаги и частиц, материал линии
- Надлежащая фильтрация для устранения мешающего влияния ароматических углеводородов
- Калибровка: термостат с источником микропотока или калибровочный газ
Измерение SO₂ с Tetra
Tetra поставляет в Турции анализаторы SO₂ Thermo Scientific 43i/43iQ и анализаторы H₂S-SO₂ 450i/450iQ, многокомпонентный газоанализатор NDIR 60i и анализатор хвостового газа Galvanic Brimstone. Интеграцию анализаторов в станцию качества воздуха или в шкаф CEMS, пусконаладочные работы, калибровку и периодическое техническое обслуживание выполняют инженеры Tetra.
Часто задаваемые вопросы
В каких единицах измеряют SO₂ и как пересчитать значение в ppm в mg/Nm³?
В атмосферном воздухе SO₂ обычно выражают в ppb или µg/m³, а в дымовых газах — в ppm или mg/Nm³. При нормальных условиях (0 °C, 1013 hPa) 1 ppm SO₂ равен примерно 2,86 mg/Nm³. Значения выбросов приводятся в отчетах с пересчетом на сухой газ и референтное содержание кислорода.
Какие мешающие влияния наблюдаются в УФ-флуоресцентном анализаторе SO₂?
Ароматические углеводороды при возбуждении УФ-излучением также могут флуоресцировать, поэтому в анализаторах предусмотрено устройство удаления углеводородов (kicker), отделяющее эти соединения от пробы; обслуживание этого узла напрямую влияет на точность измерений. На сигнал могут влиять также высокие концентрации NO и влага. В дымовых газах дополнительные потери вызывает растворение SO₂ в конденсате, поэтому пробоподготовка должна быть спроектирована правильно.
Как калибруют анализатор SO₂ и как часто выполняют калибровку?
Калибровка выполняется подачей нулевого воздуха для нулевой точки и сертифицированного газа из баллона либо газа от источника микропотока (проницаемой трубки) для точки шкалы (span). На станциях качества воздуха автоматические проверки нуля/шкалы обычно проводятся ежедневно, а многоточечная калибровка — периодически; для атмосферного воздуха за основу принимается стандарт EN 14212. В системах для дымовых газов обеспечение качества ведется в рамках EN 14181.
Почему в хвостовом газе установки получения серы H₂S и SO₂ измеряют совместно?
В процессе Клауса степень извлечения серы достигает максимума, когда соотношение H₂S/SO₂ в хвостовом газе поддерживается на стехиометрическом уровне, равном примерно 2:1. Анализатор хвостового газа непрерывно измеряет это соотношение и обеспечивает обратную связь для регулирования подачи воздуха на горение. Поскольку в этом потоке присутствуют пары серы и есть риск конденсации, линия отбора пробы и анализатор должны быть обогреваемыми.
Продукты, измеряющие этот параметр
Давайте вместе выберем подходящий продукт
Опишите ваше применение — мы предложим подходящую модель и конфигурацию с учетом точки измерения, технологических условий и нормативных требований.