五组分排放分析仪工作原理

随着节能环保事业日益受到国家的重视，一款实用、操作简单而又适用于各种检测环境的烟气分析仪不失为最理想的选择。时值世博倡导绿色城市、绿色生活，德图将于7月1日隆重推出全新适用于工业排放检测的4组分烟气分析仪testo 340。　　作为全球领先的便携式测量仪器制造商，拥有三十多年的烟气分析仪专业制造经验，是便携式分析仪制造行业的领导之一，为中国用户提供专业的测量经验和解决方案。四年前德图推出的testo 350 EPA / Pro系列烟气分析仪现在已成为国内环境监测站、节能中心和锅炉工厂、水泥工厂、电厂等必不可少的测量工具，其在环保与节能方面的卓越表现更得到了诸多行价的一致好评。在收集客户反馈及研究最新技术的基础上，德图四年磨一剑，将于7月1日隆重推出烟气分析仪的又一力作testo 340，开启烟气检测的新时代。　　与以往的德图烟气仪相比，testo 340继承了德国原装、中文界面及独一无二的量程扩展功能，同时，testo 340标配O2传感器，可任意选择3个有毒气体的传感器，如CO，COlow，NO，NOlow，NO2或SO2，“德图原来的手持式分析仪一般都是三组分的，现在我们增加了一组分，这为各种不同应用中的不同测量要求提供了最大的传感器搭配自由选择空间。并且，testo340设计空间更加紧凑，相对于市面上其他4组分的烟气分析仪而言更小巧轻盈，手持十分方便。”德图产品经理介绍说。　　“我们收到的反馈中，客户对德图烟气分析仪中量程过程功能都赞誉有加。”产品经理特别说到。一般而言，烟气测量的环境十分苛刻，而烟气分析仪的传感器十分精密，一旦传感器因烟气浓度过量而过载，就再也不能恢复，业内人士称之为“中毒”，必须重新购买新的传感器，这让技术人员测量操作时总悬着一颗心。而德图烟气分析仪独一无二的量程扩展功能使测量变得更轻松，遇到高浓度的烟气测量也轻而易举，不再过载，也不再“中毒”，尤其适用于各种工业烟气分析应用。“因此，这个功能我们继续保留了下来。”　　“测量的精髓在于测得精准。工厂排放的烟气大多是多种气体的混合物。当今，便携式烟气测量大多是采用电化学传感器，而电化学传感器的气体间的交叉干扰则是多年来困扰烟气测量专家的一大难题。”如今，在德图专家的研发下，这个难题取得了突破性的进展。Testo 340最大的特点是推出了新概念传感器层析过滤器，避免气体交叉干扰，并显示层析过滤器工作寿命(ppmh)。　　凭借多年积累的丰富测量经验和独到的解决方案，以及精湛的测量技术，德图坚持为各行各业节能目标的实现提供系列的测量仪器、专业的技术支持以及完善的维修保养服务。“德图不仅仅是销售仪器，更是为客户量身打造完美的测量方案，提供360度全方位的服务。”德图产品经理强调说。　　每年德图都会推出烟气产品的金牌服务月，活动期间，客户只需填写维修保养卡，随仪器一同寄回德图，德图售后服务的工程师将为仪器做免费的检查和保养。除此之外，多年来，为帮助广大客户了解锅炉技术知识，德图在北京的中法能源培训中心举办了多届免费的锅炉培训课程，被业界称为“最好的锅炉中心”。“从仪器到方案，从维修到培训，德图的烟气分析仪是您可以信赖的烟气测量专家。”

9月6日分析测试行业盛会——第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2023)隆重开幕，北京橙达仪器有限公司和中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院联合自主研发生产的SARAlyzer Elite重油四组分自动分析仪斩获了2023年BCEIA金奖。重油四组分分析对于原油评价与价值评估、重油加工原料优化、沥青产品使用性能等具有重要意义：（1）重油四组分是原油评价的必做项目，对原油中重组分的价值评估和加工路线选择具有重要的指导意义；（2）重油四组分的测定结果还是工艺优化和装置运行监控的必要指标。以催化裂化装置为例，可以通过四组分数据预测脱沥青油、常压渣油、回炼油等原料的结焦倾向，还能通过测定进料和出料的四组分来考察催化剂的效果和监控装置运行的情况；（3）重油四组分也是沥青产品的重要指标，四组分的比例不同对沥青的物理性质有很大的影响。 目前测定重油四组分采用的是NB/SH/T 0509-2010 《石油沥青四组分测定法》，该标准方法最初发布于1992年，目前在应用中主要存在以下问题：（1）分析步骤繁琐，分析时间过长，一个样品需要两天，消耗大量人工；（2）分析结果准确性和精密度差，不同人、不同实验室得到结果差异非常大，无法进行比对；（3）消耗大量正庚烷、甲苯等挥发性有机溶剂，对操作人员的健康和实验室的安全环保都带来很多隐患。因此对简单、自动化程度高、速度快、溶剂用量少、重复性再现性好的重油四组分方法及相关仪器的需求十分迫切。SARAlyzer Elite重油四组分自动分析仪和配套方法是具有自主知识产权的专利技术（授权专利号：CN116371032A、CN306581932S、CN112730636B、CN212417980U），和原方法相比，该技术在以下几个方面具有明显优势（如下表1），能为炼厂实现精细化、现代化的管理提供技术支撑，还能起到节约人力成本，降低HSE风险的效果，具有显著的经济效益和社会效益。同时，SARAlyzer Elite重油四组分自动分析仪也拓展到了SY/T 7550-2012 原油中蜡胶质沥青质含量的测定应用中。SH/T 0509SARAlyzer Elite分析时间大于30小时分析时间：4通道 6 h（含溶剂挥发恒重时间；实际上机分离时间 2h）需熟练操作人员全程看守、操作沥青质分离、色谱分离、接收、恒重全自动进行人工误差、称量误差大减少误差环节，重复性更优一个落地通风橱和一个台面通风橱1米左右长度带有通风罩的台面敞开式操作，人员直接接触溶剂；加热无防爆设计密封体系，配有防爆设计；可选配有机溶剂蒸汽处理系统关于2023BCEIA金奖今年的金奖申报通知在2023年3月22日发出，截止2023年5月20日。原有的BCEIA金奖评奖规定，只有国产的分析仪器整机才可以申报BCEIA金奖。但是，国家科学仪器专项支持的重点从 “十二五”开始，已经逐步从整机转向关键零部件，现行的评奖范围只限于分析测试仪器整机的规定，已经不适应当前分析测试仪器的研制和生产，国内一些分析仪器企业也希望他们研制生产的一些分析仪器的零部件能够参与BCEIA金奖的评审。故2023年度BCEIA金奖的申报将分析仪器的零部件列入申报范围，进行试点。今年共有42个单位申报了44个整机产品；18个单位申报了15个零部件产品。2023年5月26日将42个单位申报的44个整机产品和18个单位申报的15个零部件产品及其厂家信息在中国分析测试协会网站http://www.caia.org.cn和BCEIA网站http://www.bceia.cn上公示（公示期为2周），以了解这些产品的知识产权是否有争议，公示期间没有争议提出。中国分析测试协会于5月底成立了以王海舟院士为组长，10位专家参加的2023BCEIA金奖评审组，负责评审工作。我们按产品的创新性、产品的性能指标、产品的社会效益和产品的销售情况设计了打分表，并给出了打分的参考标准，由评审专家独立打分。在评审专家独立打分的基础上，于6月27日召开了2023BCEIA金奖评审专家组第一次会议，提出了需要进一步进行现场考察的产品名单。在7月13日—8月15日评审组组织了专家对这些产品的生产企业和产品进行了考察，考察了产品的生产线、实际样品的测试、了解了产品的销售情况及用户的反映。8月28 金奖评审组召开了最后一次会议，听取了考察汇报，进行了无记名投票，按照BCEIA金奖评选办法中的规定，得票数超过投票专家数三分之二的产品获得BCEIA金奖，今年共有13个整机产品和5个零部件产品获得2023BCEIA金奖（获得金奖产品的名单见后），我们对获得金奖产品单位表示祝贺。今年获得整机金奖产品的数量只有申报数量的29.5%；获得零部件金奖产品的数量只有申报数量的33.3%。从产品的外观、性能指标、可靠性、稳定性、耐用性、软件功能等方面来看，国产仪器的水平有了很大的提高，与国外同类产品的差距明显缩小；获得金奖的产品中有些达到了国外高档产品的水平，改变了国产分析仪器只有中、低档产品的局面；获得金奖的产品中有很多是根据国家的需要，开发研制的专用仪器，这是发展有中国特色分析仪器，并向国际市场进军的有效途径。这些都说明了我国分析仪器产业，实现了科技部提出的：“九五”起步，“十五”打基础，“十一五”全面发展的战略部署，在国家的大力支持和中国分析仪器研发人员和企业家的坚持不懈努力下，中国分析仪器产业开始了新的腾飞。

9月28日，中国人民银行宣布为贯彻落实国务院常务会议关于支持经济社会发展薄弱领域设备更新改造的决策部署，设立了2000亿元以上设备更新改造专项再贷款，政策面向教育、实训基地、节能降碳改造升级、新型基础设施等十大领域。四方光电股份有限公司（688665.SH）旗下全资子公司湖北锐意自控系统有限公司（以下简称“湖北锐意”）是一家专业提供气体成分及流量测量方案的高新技术企业，基于四方光电核心气体传感技术平台的优势，开发了系列非分光红外（NDIR）、非分光紫外（NDUV）、紫外差分吸收光谱（UV-DOAS）、激光拉曼（LRD）、超声波（Ultrasonic）、热导（TCD）、光散射探测（LSD）等技术原理的气体成分流量仪器仪表，产品广泛应用于环境监测、冶金、煤化工、生物质能源等各个行业。湖北锐意针对国家政策以及当前研究热点问题，选择碳通量气体检测、发动机排放检测及燃气热值分析三个重点方向，推荐以下行业解决方案。一、碳通量气体检测解决方案实现“碳达峰”“碳中和”是国家做出的重大战略决策。通过监测数据可以预测未来的气候变化趋势和评价生态系统碳循环对全球变化的响应与适应特征，为“双碳”目标的达成提供参考数据，为现代地球系统科学、生态与环境科学关注的重大科学问题提供研究依据。碳通量在线监测网络主要包含土壤温室气体通量测量和大气环境涡度协方差测量系统两种方法。湖北锐意依托气体分析传感器平台优势，分别开发了土壤碳通量分析仪与大气环境涡度协方差测量系统。（一）土壤碳通量分析仪土壤生态系统中的碳元素主要是通过土壤呼吸来实现碳循环，对土壤呼吸过程中CO2释放量的准确监测是评价生态系统中碳汇过程的关键。通量测定法是最为常用的测定方法，即直接测定土壤和大气间的CO2交换量，也是评价土壤生态系统碳循环过程的关键。国家正在积极推动“双碳”政策，碳监测为碳计量提供准确的基础数据。垃圾填埋场、污水处理厂和煤矿等区域的无组织碳排放是碳监测的难点之一。土壤碳通量分析仪利用非分光红外气体分析技术（NDIR）测量CO2浓度、可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）测量CH4、N2O浓度。仪器外形小巧便携，方便获取多个不同点位的数据，完成不同空间与高度限值的测量要求，支持长期、连续、准确的测量。主要应用于土壤碳通量监测、森林碳通量监测、温室气体排放监测、空气质量监测、城市污染气体排放监测、固定污染源排放监测；高校关于环境科学、农业学与林业学相关研究等。（据测量场景不同可选配多款型号气体测量室）土壤碳通量分析仪技术参数（二）大气环境涡度协方差测量系统涡度协方差（又称涡动相关法）技术是测量和计算大气边界层内垂直湍流通量的重要大气测量技术。大气环境涡度协方差测量系统结合多款气体分析仪与超声风速仪，模块化设计，外形小巧，安装灵活。相互无干扰，专为高空监测而设计。通过对微气象中的三维风速与气体浓度进行精确测量，完成对生态系统与大气之前湍流交换的监测，即时收集流动畸变数据。适用于边界层气象研究、生态系统温室气体含量监测、野外大气监测、碳水循环研究、空气通量研究、遥感数据验证等。图左：开路式（CO2/H2O）气体分析仪图中：开路式（CH4）气体分析仪图右：三维超声风速仪大气环境涡度协方差测量系统技术参数二、发动机排放检测解决方案内燃机工业是我国重要基础产业，也是节能减排的重点领域。近年来，我国已经颁布和实施了GB 18352.6-2016（轻型车国六）、GB 17691-2018（重型车国六）和GB 20891-2014的2020年修改单（非道路移动机械国四）等移动源新生产车排放法规以及GB 18285-2018（汽油车）、GB 3847-2018（柴油车）和GB 36886-2018（非道路移动机械）等在用车排放法规。其中引领内燃机行业技术发展的是新生产车排放法规，该法规体系中要求的高精度发动机排放检测设备，主要包括全流稀释排放测试系统和便携式排放测试系统，目前都是主要依赖国外进口产品。由于设备构成十分复杂且涉及多项高精度测量技术，进口设备往往十分昂贵，全流稀释排放测试系统单套价格通常会达到数百万元甚至是千万元以上，便携式排放测试系统单套价格也通常会达到百万元以上。进口设备不仅价格贵，还存在供货周期长、使用成本高等问题，显然不能完全满足我国作为内燃机产销第一大国的实际需求。湖北锐意依托气体成分流量仪器仪表研发平台基础优势，结合近20年发动机排放分析仪研发经验，吸收国际先进应用经验，对关键技术进行攻关突破，战略性加大投入，成功研发了全流稀释排放测试系统、便携式排放测试系统以及非常规气体分析仪等全系列产品，具有技术先进、功能齐全、测量准确、性能稳定、兼容性强和高效服务等特点，可满足科研机构、制造企业和检测机构等国内外用户的各种应用需求。（一）全流稀释排放测试系统基于全流稀释排放测试系统的实验室标准工况排放测试是我国移动源排放法规体系中被广泛采用的标准方法，湖北锐意针对性开发了Gasboard-9802发动机排放全流稀释定容采样系统（CVS）及其配套的Gasboard-9801发动机排放测试系统。Gasboard-9801发动机排放测试系统结合高精度氢火焰离子化检测技术（HFID）、紫外差分吸收光谱技术（UV-DOAS）、非分光红外技术（NDIR）、长寿命电化学传感器技术（ECD）与凝结核粒子计数技术（CPC），同时测量发动机排气中THC、NOx、CO、CO2、O2等气体体积浓度及颗粒物数量浓度，其超低量程同时具备准确性高和响应速度快的特点，完全满足排放法规技术要求以及实际应用需求。Gasboard-9802发动机排放全流稀释定容采样系统（CVS）具有功能齐全、准确性高和自动化程度高等特点，适用于轻型车、重型车和非道路移动机械等各种移动源国家排放法规，可满足各种工况下不同排量和不同燃料类型内燃机的法规排放测试试验需求。目前，湖北锐意的全流稀释排放测试系统设备已经逐步成功应用于科研机构、发动机制造企业、轻型汽车制造企业、摩托车制造企业及相关检测机构等。Gasboard-9801发动机排放测试系统技术参数应用案例1、 武汉某知名高校醇氢发动机排放测试研究项目2、 常州某大型发动机制造企业实验室排放气体检测项目（二）便携式排放测试系统基于便携式排放测试系统的实际工况车载排放测试是一种更能反映移动源真实排放水平的排放测试方法，已经被我国轻型车、重型车和非道路移动机械排放法规引入作为标准方法的重要补充，正在法规检测和市场监督抽查等应用场景中发挥越来越重要的作用。湖北锐意针对性开发了符合法规要求的Gasboard-9805便携式排放测试系统（PEMS）。该系统采用全自主的核心传感器分析技术，可实现排放物CO、CO2、NO、NO2、THC和PN浓度测量，以及排气流量、GPS数据、环境温湿度、大气压力的测量，并具备测试过程引导、自动计算排放总量、导出测试报告等功能。依托自主搭建的排气质量流量标定系统和颗粒物PN分析仪标定系统等关键标定平台，为便携式排放测试系统的溯源标定和质量检验提供了保障。目前，湖北锐意便携式排放测试系统已经成功应用于科研机构、机动车和非道路移动机械制造企业及相关检测机构等。Gasboard-9805便携式排放测试系统技术参数应用案例1、浙江某大型农用机械制造企业车载排放测试项目（三）非常规气体分析仪发动机尾气中NH3和N2O等非常规气体污染物排放已经成为当前国际研究热点和排放法规检测项目。湖北锐意分别采用高温紫外差分吸收光谱技术（UV-DOAS）和可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）成功开发了发动机原排直采NH3分析仪和N2O分析仪，已应用于新能源发动机研发工作。NH3和N2O分析仪技术参数（四）在用车排放检测系统湖北锐意基于双光束红外（NDIR）、微流红外（NDIR）、非分光紫外（UV-DOAS）等核心气体传感技术，自主研发了包括气体传感器平台、尾气分析仪、透射式烟度计、振动式发动机转速表的在用车排放检测整体解决方案。产品具有高精度、稳定性好，抗干扰能力强等特点，满足： GB 18285-2018，GB 3847-2018，GB 7258-2017，GB 7258-2017，GB 20891-2014等国标以及JJF 1375，JJG 688-2017，HJ 1014-2020等技术要求。产品广泛应用于机动车检测机构、汽车制造厂、汽车修理厂、科研机构、环保执法部门等。三、燃气热值分析解决方案天然气、沼气以及工业生产中可燃气体的高效利用对节能减排具有十分重要的意义。准确测量可燃气体成分及热值并自动优化控制燃烧过程是提高燃烧效率和控制排放污染的重要途经。天然气等碳氢燃料的气体成分分析主要依赖气相色谱法，但该方法的响应时间达90s以上，往往不能满足大多数场合的实时控制应用需求。湖北锐意在气体分析传感器平台优势基础上吸收国际先进的产品设计理念和应用经验，并结合国内应用需求，自主研发了以光谱吸收技术原理为主的一系列气体成分及热值在线测量设备，具有精度高、响应快、功能齐全等特点，可满足石油天然气、沼气、污水气体系统、垃圾填埋、玻璃陶瓷、化工、电厂和内燃机等领域应用。（一）激光拉曼光谱气体分析仪激光拉曼光谱法可以使用一个激光光源同时探测除惰性气体之外的所有气体分子，是一种非常有潜力的过程气体成分在线监测技术。但激光拉曼光谱法的特征信号较弱，一定程度上限制了该技术在气体检测领域的广泛应用。2012年四方光电牵头承担 “激光拉曼光谱气体分析仪的研发与应用”国家重大科学仪器设备开发专项，解决了检测信号弱等诸多难题，成功开发了LRGA-6000激光拉曼光谱气体分析仪。设备融合10项授权发明专利，通过对仪器的发生装置、收集装置、探测装置等核心硬件进行激光功率增加、气体压力提高、作用光程增长、散射光大范围收集等技术创新，以及采用基于Ar基底自动扣除、基于标定气体干扰自动修正等激光拉曼特有的软件算法，消除环境温度、压力、干扰气体等对被测气体的影响，实现了对低密度过程气体的高精度监测，已广泛应用于天然气、乙烯裂解气、生物质燃气、变压器油溶解气、煤化工等各大领域。在热值监测领域，激光拉曼光谱技术具有突出优势。以往旧式热值仪往往只能监测总碳氢化合物的热值总量且易受水分影响，而湖北锐意激光拉曼光谱气体分析仪可以分别监测显示各组分热值，采用的特征指纹谱技术具有极强的抗干扰能力。在气体监测领域可取代气相色谱（GC）与质谱（MS）：LRGA-6000激光拉曼光谱气体分析仪技术参数LRGA-3100激光拉曼光谱气体分析仪技术参数应用案例1、武汉某大型轧钢厂加热炉热值监测项目2、 非洲某大型天然气开采监测项目（二）煤气分析仪（便携型）湖北锐意煤气分析仪可同时监测8种气体浓度并自动计算显示煤气/天然气热值，且多组分同时测量无交叉干扰。据以往用户使用案例的监测结果统计来看，湖北锐意煤气分析仪在热值监测方面平均为用户节省约10%的燃烧热能，此数据反应到庞大的工业产量基数上，为用户企业节省了十分可观的燃料成本。湖北锐意红外气体分析技术包含公司授权专利12项。其中消除交叉气体干扰技术集成非分光红外气体传感器（针对CO、CO2、CH4和CnHm检测）、热导H2传感器以及电化学O2传感器，并通过软件进行修正得到准确的八组分浓度数据并计算热值。基于该技术开发的煤气分析仪能够与昂贵的在线气相色谱仪作用相当，省却了载气等长期耗材，并具备热值分析功能。主要应用于煤化工、钢铁冶金等领域的煤气成分及热值测量、高校科研院所的气体取样分析以及新能源行业的气体成分测量等。Gasboard-3100P煤气分析仪技术参数应用案例1、抚顺某石油化工研究院生物质原料热解实验室检测项目（三）便携红外天然气热值分析仪天然气作为一种新型清洁燃料也是一种混合气体，不同气源生产的天然气组分会有所不同，在天然气用作燃料时，因组分不同导致其热值出现差异。目前无论是工业还是民用，都对天然气具有依赖性。对燃烧过程中气体浓度及热值的连续监测，可精确了解天然气的燃烧效率，对于降低企业生产成本、改善大气环境、实现可持续经济发展等具有积极作用。湖北锐意便携式红外天然气热值分析仪可同时测量多种气体浓度，并自动计算天然气热值，可取代燃烧法热值仪。相较于适用于高校与职业院校教学科研/实验实训、燃气具生产企业、燃气计量检测部门、节能监测部门、环保和配气等行业、天然气公司、液化气厂、液化气站等。Gasboard-3110P便携式红外天然气热值分析仪技术参数