本氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)采用高溫伴熱抽取技術，對工藝過程中的硫化氫氣進行連續(xù)在線監(jiān)測,系統(tǒng)由取樣及傳輸單元、預處理及控制單元、分析單元三部分構成，主要應用于眾多工業(yè)領域氣體排放監(jiān)測和過程控制，例如:燃煤發(fā)電廠、鋁廠、鋼鐵廠、冶煉廠、垃圾發(fā)電站、水泥廠和化工廠、玻璃廠等。
分析儀采用TDLAS技術(可調諧半導體激光光譜吸收技術Tunable DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)，為目前國際進的氣體測量之一，該儀表具有靈敏度高、響應速度快、不受背景氣體干擾、非接觸式測量等特點，為實時準確地反映H2S變化提供了可靠保證。
1.1 直管取樣探頭
PUE-102型直管取樣探頭用于本系統(tǒng)的樣氣采樣，具有伴熱的功能，可以防止采集的樣氣的冷凝，的結構設計使采樣系統(tǒng)更加可靠，樣氣丟失率更小，保證分析系統(tǒng)的穩(wěn)定和真實；該裝置與樣品接觸的部分全部采用碳鋼材料加工制成，高溫條件下抗腐能力很強。配制防雨罩可以勝任室外工作環(huán)境。
技術參數(shù)
采樣溫度：300℃
工作壓力：5bar
環(huán)境溫度：－20~80℃
粉塵濃度：100g/m3
安裝附件:安裝法蘭盤//對裝法蘭盤//安裝螺栓//法蘭盤密封平墊
1.2 預處理系統(tǒng)
安裝位置 | 靠近分析儀表安裝。 | |
工藝管線對接尺寸 | OD6mm卡套連接。 | |
組成、結構說明 | 采用過濾裝置實現(xiàn)對樣品的除塵、脫水、自動排水及濕度報警。 | |
預處理后達到的技術指標 | （1）樣氣流量： 300-800mL/min，保持穩(wěn)定 （2）樣氣濕度： 0-40RH%(不含水、油液滴) （3）過濾精度： 無粉塵或顆粒物 （4）樣氣溫度： 38±2℃ | |
1.3 分析單元PUE-800EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀
型號 | PUE-800EX |
安裝位置及方式 | 預處理柜中，與預處理系統(tǒng)連接。 |
基本參數(shù): | |
電源 | 220-240V 50Hz AC，≤200W |
輸出 | 4-20mA模擬輸出(用于組分含量輸出)或RS485串口信號輸出 |
人機接口 | 前面板LED觸摸屏 |
測量 | MDLAS（多維激光吸收光譜分析技術） |
量程 | H2S：0-50/100 ppmv |
分辨率 | 0.01ppm |
主機供電 | 220VAC±5％，50/60Hz |
樣品壓力 | 0 KPa至150 KPa |
響應時間 | T90≤1s |
重復性 | ＜2% F.S. |
樣品溫度 | 標準：-10℃至60℃ |
箱體材質 | 不銹鋼 |
防爆等級 | ExibⅡBT4 |
防護等級 | IP65 |
環(huán)境要求 | 工作溫度：20~40℃，溫度波動不超過1℃/h |
1.4 原理
激光氣體分析儀的測量原理是可調諧半導體激光光譜吸收技術Tunable DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)，TDLAS早于20世紀70年代提出。初期的TDLAS技術只是一種實驗室研究用技術，隨著半導體激光技術在20世紀80年代的迅速發(fā)展，特別是20世紀90年代以來，基于TDLAS技術的現(xiàn)場在線分析儀表已逐漸發(fā)展成熟，能夠在各種高溫、高粉塵、高腐蝕等惡劣的環(huán)境下進行現(xiàn)場在線的氣體濃度測量。
可調諧半導體激光光譜吸收技術TDLAS本質上是一種光譜吸收技術，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術的不同之處在于，半導體激光光譜寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬，如上圖。因此，半導體激光吸收光譜技術是一種高分辨率的光譜吸收技術。系統(tǒng)采用特定波長的激光束穿過被測氣體，激光強度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯.比爾定理，因此可以通過檢測激光強度的衰減信息分析獲得被測氣體的濃度。采用半導體激光吸收光譜技術的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測量結果可靠性高。
1.5 優(yōu)點
3.5.1.不受背景氣體的影響
傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內除了被測氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發(fā)出的光除了被待測氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導致測量的不準確性。 而半導體激光吸收光譜技術中使用的半導體激光的譜寬小于0.001nm，遠小于被測氣體一條吸收譜線的譜寬。如圖2-1所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。同時在選擇該吸收譜線時，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準確性。
3.5.2光程多次折返保證測量精度
激光分析的準備度和激光光程息息相關，PUE-800EX激光硫化氫在線分析儀采用光程多次折返使激光光程達到10m以上，保證測量精度。
3.5.3 多維激光吸收光譜技術解決背景氣干擾問題
PUE-800EX激光硫化氫在線分析儀在TDLAS的基礎上采用人工智能算法，升級為MDLAS技術，即多維激光吸收光譜技術，解決了傳統(tǒng)激光目標氣體是ppmv濃度，背景氣是比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構、人工智能算法，能準確測量煤氣中H2S的含量。
