배연가스 분석기의 작동원리와 응용

1. 연소가스 분석기(또는 연소효율 측정기)

연소가스 분석기는 로 연소가스를 추출 및 샘플링하여 자동으로 성분 분석을 수행하는 기기로 온라인으로 구분됩니다. 모니터링 및 휴대용. 일반적으로 연도 가스의 CO, O?, NOx, SO? 및 기타 가스 함량은 물론 연도 가스 온도, 압력 등을 측정하고 분석할 수 있으며 CO 함량, 과잉 공기 계수, 연도 가스 이슬점, 연소 효율, 연기 배출 등의 열 손실, 연도 가스 흐름 등의 열 매개변수를 계산합니다.

연소가스 분석기에는 일반적으로 전기화학 센서와 적외선 센서로 구분되는 여러 센서가 장착되어 있습니다. 전기화학 센서의 측정 원리는 측정 대상 가스가 먼지 제거 및 제습을 거쳐 센서 챔버로 유입되고, 투과막을 통해 전해조로 들어가게 되어 전해액에 확산 흡수된 가스가 지정된 온도에서 전위 전기분해를 거치게 되는 것입니다. 산화 전위 전기분해 전류를 기준으로 가스의 농도를 구합니다.

적외선 센서는 주로 적외선 광원, 적외선 흡수 셀, 적외선 수신기, 가스 파이프라인, 온도 센서 등으로 구성됩니다. 이는 다양한 요소에 의한 특정 파장의 흡수 원리를 사용합니다. 측정된 가스가 적외선 흡수 셀에 들어가면 다양한 각도로 적외선을 흡수하여 가스 함량을 계산합니다. 적외선 센서는 중독에 대한 저항력이 뛰어나고 측정 범위가 넓으며 반응이 민감한 특성을 가지고 있습니다.

2. 산소 분석기

배가스의 산소 함량을 측정하는 장비를 산소 분석기(산소 측정기)라고 합니다. 일반적으로 사용되는 산소 분석기에는 주로 열자기형과 지르코니아형이 있습니다.

(1) 열자기 산소 분석기

연도 가스 성분 중 산소의 특히 높은 자기 감수성의 물리적 특성을 이용하여 연도 내 산소 함량을 측정하는 것이 원리입니다. 가스. . 산소는 상자성 가스(자기장에 의해 끌릴 수 있는 가스를 상자성 가스라고 함)입니다. 고르지 않은 자기장에서 끌어당겨져 자기장이 더 강한 곳으로 흐릅니다. 여기에 전열선을 설치하면 이곳 산소의 온도가 올라가 자화율이 떨어지게 되어 자기장 인력이 감소하게 되고, 뒤에 있는 미가열 산소 분자는 자장 밖으로 밀려나 방출되게 된다. "열자기 대류" 또는 "자기풍" 현상. 특정 가스 샘플 압력, 온도 및 유속 하에서 자기풍의 크기를 측정하여 가스 샘플의 산소 함량을 측정할 수 있습니다. 열소자(백금선)가 언밸런스 브리지의 암저항과 가열저항선의 역할을 동시에 하기 때문에 자풍의 작용에 따라 온도구배가 발생하게 되는데, 즉 입구측 브리지암의 온도가 보다 낮다. 출구측 브리지 암 온도. 불균형 브리지는 가스 샘플의 다양한 산소 함량에 따라 해당 전압 값을 출력합니다.

열자기 산소 분석기는 구조가 간단하고 제조 및 조정이 용이하다는 장점이 있지만 응답 속도가 느리고 측정 오류가 크며 측정 링 챔버가 막히기 쉽고 측정 링 챔버가 심하게 부식되는 등의 단점이 있습니다. 열에 민감한 요소는 점차적으로 지르코니아 산소 분석기로 대체되었습니다.

(2) 지르코니아 센서형 산소 분석기

지르코니아(ZrO?)는 이온 전도성을 지닌 고체인 세라믹입니다. 상온에서는 단사정계 결정으로, 온도가 1150℃로 상승하면 결정형은 입방정으로 변하고, 온도가 감소하면 부피가 약 7% 감소하여 단사정계 결정으로 변한다. 가열과 냉각을 반복하면 ZrO?가 깨집니다. 따라서 순수한 ZrO2는 측정 요소로 사용할 수 없습니다. ZrO2에 안정제로 산화칼슘(CaO)이나 산화이트륨(Y?O?)을 일정량 첨가한 후 고온에서 배소하면 안정한 산화지르코늄 물질이 되는데, 이때 4가 지르코늄이 된다. 칼슘이나 3가 이트륨을 대체하면 동시에 산소이온 정공이 생성되므로 ZrO는 음이온성 고체전해질이 됩니다. ZrO?는 주로 정공의 이동을 통해 전기를 전도합니다. 온도가 600°C 이상에 도달하면 ZrO?는 우수한 산소 이온 전도체가 됩니다.

지르코니아 전해질 양면에 백금 전극이 소결되어 있어 지르코니아 양면의 산소 분압이 다를 때 산소 분압이 높은 쪽의 산소가 의 형태로 이동하게 된다. 그 결과, 산소 분압이 높은 쪽의 백금 전극은 전자를 잃고 양전하를 띠고, 산소 분압이 낮은 쪽의 백금 전극은 전자를 얻어 음전하를 띠게 됩니다. 충전되어 두 백금 전극 사이에 산소 농도 차이 전위가 생성됩니다. 이 전위는 온도가 일정할 때 양쪽 가스의 산소 함량 차이(산소 농도 차이)와만 관련됩니다. 한쪽의 산소 함량을 알고 있는 경우(예: 공기 중의 산소 함량이 일정함), 반대쪽의 산소 함량(예: 연기 중의 산소 함량)은 산소 농도차 전위로 표현될 수 있습니다. 산소 농도 차이 전위를 측정함으로써 연기의 공기 중 산소 함량을 알 수 있습니다.

지르코니아 산소 분석기는 간단한 구조와 샘플링 전처리 시스템, 높은 감도와 분해능, 넓은 측정 범위, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있습니다.

3. 제품 및 응용

? 연소가스 분석 장비는 다음과 같은 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

(1) 열 순환 유동층 보일러 발전소는 제어실에서 연소 가스 모니터링에 사용됩니다.

(2) 철강 공장의 철강 압연 가열로는 산화 손실 또는 탈탄층 두께를 줄일 때 노 가스 분위기를 감지하는 데 사용됩니다.

( 3) 복사관의 연소 및 누출 여부를 감지하기 위해 완전 수소 열처리로를 사용합니다.

(4) 새로운 버너 개발 시 버너의 구조적 치수가 사용됩니다. (재생, 저NOx, 복사관) 설계 연구,

(5) 차량 배기가스 배출 테스트,

(6) 기타 환경 보호 모니터링 프로젝트.