當(dāng)前國家對(duì)大氣污染防治措施越來越嚴(yán)厲,控制大氣污染問題重點(diǎn)在于對(duì)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(diǎn),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(duì)監(jiān)測則成為各環(huán)境監(jiān)測部門工作的重點(diǎn)。本文通過分析發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)煙氣預(yù)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(zhǔn)確的主要因素,因此采用了獨(dú)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(yù)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(duì)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(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及技術(shù)指標(biāo),簡述了便攜式預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。(2)針對(duì)系統(tǒng)性能要求設(shè)計(jì)了硬件電路,選擇STM32F4作為主控制芯片設(shè)計(jì)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(jì),主要包括傳感器電路、藍(lán)牙電路、電源電路、存儲(chǔ)電路及顯示控制電路等。(3)便攜式煙氣預(yù)處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),基于STM32芯片的軟件開發(fā)主要是主程序和各個(gè)傳感器的采集程序,而上位機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn)是通過DGUS開發(fā)平臺(tái),采用直接變量驅(qū)動(dòng)顯示,實(shí)現(xiàn)與STM32芯片的功能交互。(4)通過實(shí)驗(yàn)室的測試驗(yàn)證了便攜式煙氣預(yù)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(rèn)系統(tǒng)的二氧化硫損失率。最后,通過與現(xiàn)場CEMS系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)果,驗(yàn)證系統(tǒng)的準(zhǔn)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(yù)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(zhǔn)確的檢測出二氧化硫的濃度,達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)前的指標(biāo)。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

第一章 緒論 便攜式煙氣預(yù)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(xué)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(jìn)行氣體濃度的測量[10]。非分散紅外選用的中紅外波段對(duì)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(duì)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(dòng)。

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(diǎn)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(diǎn)。本課題提出一種利用 Nafion干燥管對(duì)“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(xué)親和力為基礎(chǔ)的，依靠磺酸基的化學(xué)親水性遷移水分子，從而進(jìn)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(dú)特性能，開發(fā)便攜式煙氣預(yù)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(yàn)收或手工比對(duì)監(jiān)測中，排除冷凝水和水蒸氣對(duì)非分散紅外分析儀的干擾，準(zhǔn)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(yù)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(diǎn)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(diǎn)。本課題提出一種利用 Nafion干燥管對(duì)“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(xué)親和力為基礎(chǔ)的，依靠磺酸基的化學(xué)親水性遷移水分子，從而進(jìn)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(dú)特性能，開發(fā)便攜式煙氣預(yù)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(yàn)收或手工比對(duì)監(jiān)測中，排除冷凝水和水蒸氣對(duì)非分散紅外分析儀的干擾，準(zhǔn)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(yù)處理系統(tǒng)介紹

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙永椿;馬斯鳴;楊建平;張軍營;鄭楚光;;燃煤電廠污染物超凈排放的發(fā)展及現(xiàn)狀[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年11期

2 黃波;周美嬌;周陽;劉金利;;基于DGUS軟件的無紙記錄儀人機(jī)界面開發(fā)[J];電子科技;2015年10期

3 蔣雄杰;李峰;;Nafion干燥器GASS處理系統(tǒng)在“超低排放”CEMS中的工程應(yīng)用研究[J];分析儀器;2015年03期

4 唐鳳金;張宗飛;王光友;姜賽紅;楊珂;游偉;章衛(wèi)星;;用于氣體限流的孔板孔徑計(jì)算分析[J];化工設(shè)計(jì);2014年02期

5 李仙;宋曉梅;;IIC總線在移動(dòng)智能終端領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];電子設(shè)計(jì)工程;2013年21期

6 黃英;李建軍;韓晶雪;張以忱;;干式渦旋真空泵的發(fā)展與關(guān)鍵問題[J];真空;2013年03期

7 李峰;;一種創(chuàng)新的冷干直抽法CEMS樣氣預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用研究[J];分析儀器;2013年02期

8 周根來;康廣華;陳文浩;董晶;;煙氣脫硫CEMS測量方式的探討[J];石油化工自動(dòng)化;2013年01期

9 田銳;吳中華;岳蓮;李二娜;;氣體干燥技術(shù)及裝置[J];干燥技術(shù)與設(shè)備;2012年03期

10 張佳音;李揚(yáng)揚(yáng);董婭瑋;蒙瑞麗;張秦銘;張會(huì)強(qiáng);;固定污染源CEMS比對(duì)監(jiān)測技術(shù)探討[J];北方環(huán)境;2012年03期

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1 李根;基于STM32的車輛智能安全行車控制系統(tǒng)[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

2 巴永峰;輸氣管道內(nèi)檢測器運(yùn)行速度控制問題的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

3 鄭麗;基于FPGA的便攜式數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2010年

4 龔榮華;RS232接口芯片的IC設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2818280