关于超低排放CEMS监测的存在的问题和解决的方案

关于超低排放CEMS监测的存在的问题和解决的方案

关于超低排放CEMS监测的存在的问题和解决的方案

在脱硫脱硝出口特别是湿式除尘后，SO2和NOX的测量优先采用紫外荧光法和化学发光法技术;若采用直抽法非分散紫外吸收/差分法分析仪时，应同时配备除水性能更优越的膜渗透烟气预处理技术（美国博纯预处理）。

1、低浓度排放SO2监测的难度：

1.1烟气预处理系统对SO2的吸收

传统直抽法系统中，包含冷凝器、蠕动泵、加热管线等。其中冷凝器部分对于SO2的吸收占到10%-20%以上。即按照15mg/m3浓度的SO2，经

过冷凝器，SO2的损失在3-6mg。目前一些地方环保厅已经要求，在超低

排放项目中预处理系统对于SO2的吸收需要低于8%。所以这将可能成为

以后众多环保验收的要求。

解决办法：

1、采用naflon管除水(美国博纯预处理)，优点，能够很好的避免对SO2的吸收。缺点，价格贵，是耗材，需要定期更换。

①预处理干燥装置功能：处理最大流速6升每分钟、湿度超过50%、液滴与微粒小于0.1 微米的复杂气体，去除其中所含酸雾或氨气，完成样气的净化、除尘、除湿，将符合分析仪器要求的超净、恒温、流量稳定的样气，源源不断送入分析仪器，从而确保了CEMS分析仪器的分析准确性和长期可靠性。

②预处理干燥装置包括：

1)凝聚微粒过滤器（过滤精度0.1微米）

2)膜渗透干燥除湿系统（带干燥加热单

元）

3)气体吹扫及干燥单元（压缩空气预处理

系统）

4)过滤器废液喷射排净装置

5)烟气露点指示及报警装置

6)柜内PLC控制系统

7)烟气除氨器AS200

8)远传操作面板

9)高温取样探头

2、采用稀释法。优点，无需冷凝器，无需除水，解决了对SO2的吸收，

同时系统简单，维护量少，可长期使用无需更换。

1.2传统非分散红外分析仪量程的影响

传统的非分散红外分析仪最小量程为0-100PPm，接近300mg/m3.而精度为满量程的2%。所以系统误差在6mg/m3左右。如果对于未来15mg/m3 左右的SO2排放。影响超过40%。

解决办法：

1、采用单组份仪表，紫外荧光测量。

优点:量程满足超低排放要求，最低量程0-0.1mg/m3,最大量程0-200

mg/m3。其中量程自动可选。最低检测限：0.001mg/m3。系统精度为

读值的1%。即1mg的SO2的误差应该在0.01mg/m3。

缺点:单组份仪表整套CEMS价格高于多组分仪表。

2、NOx应采用化学发光法测量

3、另外对于NOx测量不能再仅仅依靠NO测量后通过公示来换算。而是可以通

过NO2转化炉，将NO2转化为NO进行测量。

4、O2测量采用独立氧化锆测量法。要求采用美国赛默飞世尔，澳大利亚阿斯

美克或德国安诺泰克

5、目前山西省环保厅已经要求，SO2需采用紫外法测量，NOx采用化学发光测

量。这也将成为众多超低排放监测项目的一种趋势。目前包括浙能，国华集团等都要求采用这种方法测量。

几种主要SO2测量技术的简单参数对比表见表1。

几种主要NOX测量技术的简单参数对比表见表2。

根据《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T76)，按超低排放限值计算，SO2和NOX 量程应不大于175mg/m3和250mg/m3[3]。从表1和表2可以看出，传统非分散红外吸收法分析仪SO2和NOX的最小量程分别为286mg/m3

和308mg/m3，不能满足超低排放污染物在线监测的要求。

从表1和表2还可看出，紫外荧光法和化学发光法测SO2和NOX的最小量程可达到0.1mg/m3，检出下限极低。紫外荧光法和化学发光法是分子发光气体分析技术，属于ppb级的气体分析技术。该种技术以分子发光作为检测手段，具有灵敏度高、选择性好、试样量少、操作简便等优点，已在生物医学、药学以及环境科学等方面广泛应用，也是EPA(美国环境保护署)认证中明确推荐的SO2和NOX浓度监测技术。该技术采用抽取稀释法(常用稀释比为100:1)对烟气进行预处理，避免了烟气水分、烟尘对测量的影响，在超低排放烟气监测上具有较好的适应性。

1.3超低排放CEMS的全工况测量。

当设备整体进入了超低排放。系统需要配置小量程分析仪表。这时以SO2采用紫外荧光分析仪的量程为例，最小量程为0-0.1mg/m3。最大量程为0-200mg/m3.。当系统正常投运时SO2排放15-35mg，在分析仪量程范围内。但是当机组启停初期和机组脱硫脱硝不能正常投运的情况下，SO2排放量要超过200 mg/m3，甚至到1000 mg/m3。这时小量程分析仪表不能满足测量要求。

解决办法：

1、采用稀释法系统。优点，稀释法CEMS系统将烟气稀释100倍。当烟气中SO2

在10 mg/m3时，被稀释后的浓度为0.1 mg/m3，满足紫外表0.001 mg/m3的最低检测线和0-0.1 mg/m3的最小量程。而当烟气中SO2在1000 mg/m3时，被稀释后的浓度在10 mg/m3，也满足系统最大0-200 mg/m3的量程要求。所

以采用稀释采样发技术可以达到系统的全工况测量。缺点，需要更换原有的直抽法全部系统。

1.4探头的堵塞问题

对于氨法脱硫及脱硝项目中，采样探头容易发生堵塞，磨损等问题。

解决办法：

采用稀释采样法技术。首先传统的直抽法系统烟气采集量为5L/min。

而稀释法系统的烟气采集量为50ml/min。所以从烟气采集量上就大大降低了粉尘的堵塞问题。同时探头采样探头整体加热，系统设置定时反吹，保证探头不会发生堵塞的问题。

1.5低浓度粉尘仪测量

低浓度粉尘测量目前市面常规采用加热抽取前散射+震荡天平测量原理。优点，系统简单，重复性好，反应速度快。缺点，不能真实的反应质量浓度，受到颗粒物特性影响较大，比如颗粒物密度，外形等。同时不能区分是颗粒物还是水滴。同时当进行稍高粉尘测量时容易发生堵塞和激光光源污浊。

解决办法：

1、采用稀释加热抽取，将烟气稀释10-20倍，进入光散射器的颗粒物浓度降低，

减少了对光源和接收器的污染。保证了测量的准确性也减少了系统的维护工作量。

2、采用震荡天平进行校准，因为这两种方法更加接近于手工测量方法。所以能

够很好的弥补激光前散射测量的不足。从而更好的通过每个季度环保部门的环保比对验收。

1.6系统全程校准的要求：

按照新的76标准，所有CEMS系统必须采用全程校验，即需要将标气接入探头，从探头开始对整个采样过程及仪表进行系统校验。因为直抽法系统烟气采集量>1L/min,所以需要的标气要2倍以上于烟气的采集量，如果进行系统校验将非常耗费标气。而采用稀释采样法技术，烟气采集量50ml/min，将很好的解决标气过快消耗的问题。

1.7系统稳定性和数据有效性要求提高。

各个地方环保局已经对在线CEMS的数据有效性提出更高的要求。所以很多厂为了避免因为仪器故障而间断数据传输，甚至采用了一用一备的冗余系统。而CEMS系统的维护量60-70%在烟气预处理环节。而稀释法系统无需烟气预处理，系统简单。同时采集的烟气量少，探头的堵塞和磨损也少，所以是传统直抽法系统维护量的1/4。所以大大提高了系统的稳定性。能很大程度上减少因为系统维护而导致的数据传输间断。

1.8脱硝氨逃逸测量