当前国家对大气污染防治措施越来越严厉,控制大气污染问题重点在于对火力发电烟气、工业锅炉烟气的控制和治理。因此固定污染源烟气排放监测成为了环境治理工作的重点,而判定固定污染源烟气排放数据的有效性所执行的适用性检测和比对监测则成为各环境监测部门工作的重点。本文通过分析发现了传统烟气预处理系统的干燥原理是造成二氧化硫损失及非分散红外分析仪检测不准确的主要因素,因此采用了独特的Nafion管除湿技术开发出一种创新的便携式烟气预处理系统,利用气态除湿原理,代替传统的电子冷凝器,杜绝了二氧化硫的溶解损失并使非分散红外分析仪的检测更精确、快速。概括起来本文研究的主要内容如下所示:(1)通过对Nafion管干燥理论模型及其特性的研究,提出以Nafion管干燥技术为核心的便携式烟气预处理系统的设计方案及技术指标,简述了便携式预处理系统的设计结构。(2)针对系统性能要求设计了硬件电路,选择STM32F4作为主控制芯片设计控制电路,并详述了控制电路中各模块的工作原理和硬件电路设计,主要包括传感器电路、蓝牙电路、电源电路、存储电路及显示控制电路等。(3)便携式烟气预处理系统的软件设计,基于STM32芯片的软件开发主要是主程序和各个传感器的采集程序,而上位机软件的实现是通过DGUS开发平台,采用直接变量驱动显示,实现与STM32芯片的功能交互。(4)通过实验室的测试验证了便携式烟气预处理系统在不同湿度下的干燥性能,然后与非分散红外分析仪联用,确认系统的二氧化硫损失率。最后,通过与现场CEMS系统进行比对实验并分析结果,验证系统的准确性和可靠度。测试结果分析表明:基于Nafion管干燥原理的便携式烟气预处理系统的性能要优于传统冷凝器,并且在与非分散红外分析仪联用下更为准确的检测出二氧化硫的浓度,达到了系统设计前的指标。