小蒸噸鍋爐CEMS氮氧化物在線監(jiān)測系統(tǒng)

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是安榮信科技為了滿足我國日益嚴格的固定污染源煙氣監(jiān)測要求，基于自身在環(huán)境監(jiān)測領域的豐富經(jīng)驗，推出的可廣泛應用于火力發(fā)電廠、各種工業(yè)窯爐/鍋爐、石油石化、化學工業(yè)、鋼鐵燒結、煉鋼、煉鐵廠、水泥工業(yè)、磚瓦廠、垃圾焚化廠等場合的煙氣超低排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 。

系統(tǒng)組成：

CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成，其中氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在標準19英寸機柜內(nèi)。

CEMS系統(tǒng)概述

火電廠在燃燒煤炭時所排放出的煙氣污染物中含粉塵、二氧化硫、氮氧化物，而 CEMS 系統(tǒng)可以根據(jù)上述污染物排放濃度和總量連續(xù)不斷地進行全天24小時的監(jiān)測。迄今為止，在超低排放政資實施的大背景下，社會上的絕大多數(shù)火電廠正在加速內(nèi)部超低排放系統(tǒng)的構建，而煙氣在線監(jiān)測 CEMS 系統(tǒng)在其中是不可缺少的一項專用設備。


二、應用與研究

1、對冷干直抽法 CEMS 的研究

典型的冷干直抽法取樣和預處理部分包括取樣探頭、取樣伴熱管線、過濾、除濕系統(tǒng)和取樣泵等部分，其目的是給分析儀器提供連續(xù)的潔凈(除塵)、干燥(除濕)、常溫樣氣，確保分析儀長期連續(xù)穩(wěn)定、準確可靠、少維護地協(xié)調(diào)運行，并延長其使用壽命。而作為火電廠超低排放監(jiān)測系統(tǒng)冷干直抽法 CEMS 除濕系統(tǒng)的主要作用是把煙氣中的水蒸氣給去除?，F(xiàn)階段普遍使用的是冷卻除濕法，冷卻除濕法需要在很短的時間內(nèi)將水蒸氣冷凝，從而避免煙氣和冷凝水接觸(但它的機理造成了冷凝水和 SO2 必然發(fā)生接觸)。為l防止冷凝水結冰，其冷凝的溫度一般來說維持在 3~5℃即可，冷卻除濕法的主要形式為電子制冷和壓縮機制冷。冷干直抽法 CEMS 預處理系統(tǒng)的最主要的一個目的就是除濕。煙氣在冷凝時會有冷凝水產(chǎn)生(普通熱電廠的水含量為 8~15%)。但如果伴熱管線加熱效果下降，有冷凝水析出,或冷凝器制冷效果不好，樣氣中的水份未被分離而析出;或冷卻儀的冷凝水蟠動泵管老化，致使冷凝水未能及時排出而被樣氣攜帶進入后續(xù)管道或儀器:另外在低溫度比較低的情況下(冷凝器中)，SO2 的溶解度升高，低量程的 SO2 會溶解入冷凝水而造成監(jiān)測分析的數(shù)據(jù)變小，甚至為零。

2、 應用改進

面對在高濕、低量程必定 發(fā)生二氧化硫溶入冷凝水的問題，目前為止存在兩種方法可以規(guī)避或控制:(1)加注磷酸法，源自德國的煙氣在線監(jiān)測預處理系統(tǒng),供應商考慮采用在整個伴熱管線或在冷凝器中加注磷俊的方法來控制 ,NO<1000mg/Nm及 SO2<900mg/Nm 范圍內(nèi)二氧化硫在冷凝水中的溶解問題。機理是通過磷酸在水中電離出的 H離子，阻止 SO2 與水發(fā)生化學反應進而生成 HSO2，最大程度確保只有最少量的 二氧化硫落入冷凝水中。2Nafion 干燥管除濕法，通過 Nafion 膜選擇性氣態(tài)除濕的方式來從根本上解決冷凝水析出的問題，并且保留煙氣中低量程的 SO2、NOX和 O2，有效確保分析的精確度和準確率。由于 Nafion干燥管沒有機械運動部件，氣態(tài)除濕且無冷凝水析出，因而與冷凝器相比具有明顯的優(yōu)勢。

煙氣預處理技術
基于非分散紅外/紫外吸收法技術的CEMS系統(tǒng)多數(shù)采用直抽法取樣，為防止系統(tǒng)堵塞和水分對測量的干擾，需要對煙氣進行除塵和除水處理。預處理裝置的效果直接影響CMES的整體性能，通常以處理后的煙氣露點作為重要指標來判定預處理的性能。在實際應用中，“過濾+冷凝”的預處理方式較為廣泛。其中煙氣過濾除塵技術較為成熟，常用的有金屬濾芯、陶瓷燒結濾芯和膜式過濾器。煙氣冷凝除水技術較為常用的有壓縮機冷凝和半導體冷凝，可將煙氣露點干燥至5℃。新興技術中有高分子膜式滲透除水技術，采用高分子聚合親水材料，具有高選擇性除水性能，不改變煙氣中SO2和NOX污染物因子成份，可將煙氣露點干燥至-5℃以下。

幾種煙氣在線監(jiān)測技術的性能比較
國內(nèi)火電廠煙氣在線監(jiān)測產(chǎn)品眾多，本文結合各種產(chǎn)品的運行情況，參考了擁有該種技術典型品牌產(chǎn)品的說明書，對超低排放較為關注的量程、精度等重要指標參數(shù)進行對比。其中最小量程指的是最小物理量程，而非軟件遷移的量程。
1.SO2和NOX監(jiān)測技術的比較
根據(jù)《固定污染源煙氣（SO2、NOX、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》（HJ/T76），按超低排放限值計算，SO2和NOX量程應不大于175mg/m3和250mg/m3。非分散紫外吸收/差分法分析儀的最小量程滿足HI/T76標準要求，但CEMS系統(tǒng)的整體性能不但與分析儀本身性能有關，還受煙氣預處理系統(tǒng)性能的影響。
2.煙塵監(jiān)測技術的比較
在火電廠超低排放改造中，煙塵濃度一般要達到10mg/m3以下。尤其以濕式除塵改造為主要技術路線的煙氣中水分含量較大，給煙塵的準確監(jiān)測帶來挑戰(zhàn)。β射線法技術量程低，可達到低濃度煙塵監(jiān)測的精度要求，但其成套價格較高，且β射線裝置屬于放射源，國家輻射管理部門對其銷售、運輸、使用過程、報廢等都有嚴格的監(jiān)管，不便于應用推廣，所以其在CEMS上應用也較少。在實際應用中一般是將煙氣等速抽取，經(jīng)升溫加熱使水分霧化不出現(xiàn)液滴，再通過光散射等低濃度測量方法進行測量；另一種是將煙氣等速抽取，將加熱干燥的空氣與其按一定比例混合稀釋，從而降低煙氣中的水分含量，再通過光散射等低濃度測量方法進行測量，結合混合氣體的稀釋比計算出煙塵濃度。這種方式采用低濃度測量原理，優(yōu)化了煙氣采樣和預處理，有效解決目前超低排放改造中高濕低濃度煙塵在線監(jiān)測的問題，在濕式除塵后已有廣泛應用。
3.煙氣預處理技術的比較
火電廠實施超低排放改造后，煙氣污染物濃度大幅降低，在線監(jiān)測的適應性取決于系統(tǒng)的檢出下限，而CEMS的檢出下限受分析儀本體和煙氣預處理裝置兩部分制約。在實際應用的煙氣預處理中，直接抽取+冷干法占70%，均采用冷凝除水技術。該技術在冷凝過程中，冷凝水會吸收攜帶部分SO2和NOX，以致在超低濃度工況下的監(jiān)測數(shù)據(jù)嚴重失真甚至無檢測數(shù)據(jù)，不能滿足HI/T76標準的技術要求。水分含量越高對測量結果影響越大，其中滲透膜除水技術對SO2測量的影響遠小于其他除水技術，其除水效果優(yōu)于其他技術。由此而知，在直抽法采用紫外吸收/差分法分析儀時，應同時選用除水效果更好的煙氣預處理技術，否則監(jiān)測數(shù)據(jù)可能嚴重失真甚至檢測不出數(shù)據(jù)。在稀釋法取樣中，預處理側重于對稀釋氣體的處理，通常配備專門的壓縮空氣凈化裝置或者發(fā)生裝置，經(jīng)精密過濾和干燥，可將露點降至-40℃，不需要加熱采樣管線。在CEMS中，稀釋抽取法通常與紫外熒光和化學發(fā)光技術配套使用。
五、結束語：
綜上所述，超低排放改造實施后，進出口煙氣特性差異較大，煙氣監(jiān)測對CEMS的系統(tǒng)配置提出了更高、更具體的要求，建議在可研或技術規(guī)范書里明確各測點不同污染物對煙氣取樣方式、預處理、分析儀的測量原理、量程、檢出下限等主要參數(shù)和選型的具體要求。

水泥

是否按小時均值判定超標：是

生產(chǎn)工序：水泥窯

非正常情況達標判定要求：

（1）水泥窯冷點火時（從點火升溫、投料到穩(wěn)定運行）36小時（大面積更換耐火磚及冬季時，時間可適當延長）、熱點火時（從點火升溫、投料到穩(wěn)定運行，窯尾煙室溫度高于400℃）8小時、停窯8小時內(nèi)窯尾二氧化硫和氮氧化物排放濃度均不視為違反許可排放濃度限值。

（2）針對水泥窯協(xié)同處置固廢情況，當水泥窯出現(xiàn)故障或事故造成運行工況不正常，如窯內(nèi)溫度明顯下降、煙氣中污染物濃度明顯升高等情況時，必須立即停止投加固體廢物，待查明原因并恢復正常運行后方可恢復投加。每次故障或事故持續(xù)排放污染物時間不應超過4小時，每年累計不得超過60小時。

豁免因子：二氧化硫、氮氧化物

固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）針對大型工業(yè)煙囪等固定污染源廢氣濃度監(jiān)測可對煙道氣中顆粒物、SO2、NOx等污染物進行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測，同時可測量煙氣的流速、壓力、溫度、濕度、含氧量等數(shù)據(jù)，自動記錄污染物排放總量和排放時間，并通過GPRS、4G、光纖等通訊手段將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到管理部門，實現(xiàn)對

污染源排放的遠程實時監(jiān)測。






特性
PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能產(chǎn)全，操作直觀簡便，并支持網(wǎng)絡擴建及系統(tǒng)擴展。

儀表機柜采用模塊化設計，系統(tǒng)結構簡明、穩(wěn)定性強，高自動化低維護。

氣體分析單元采用非分光紅外氣體分析技術及長壽命電化學傳感技術，傳感器使用壽命長，多組分測量氣體間無交叉干擾。

測量范圍小于200ppm，滿足國家環(huán)保行業(yè)標準;分辨率達到1ppm，適用于低濃度煙氣認證。

系統(tǒng)功能豐富，可實現(xiàn)自動取樣、吹掃、校準、故障自診斷報警等功能。