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    煙氣在線監測系統-氣在線監測系統測定方法研究與分析-一恒除塵設備

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    氣在線監測系統測定方法研究與分析

    來源:一恒除塵設備發布時間:2011/12/14 13:25:54
    前言
    煙氣在線監測系統是指對大氣污染源排放的氣態污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續監測并將信息實時傳輸到主管部門的裝置,由氣態污染物監測子系統,顆粒物監測于系統、煙氣參數監測子系統和數據采集處理與通訊子系統組成。氣態污染物監測子系統主要用于監測氣態污染物 S02、NOx等的濃度和排放總量。顆粒物監測子系統主要用來監測煙塵的濃度和排放總量。煙氣參數監測子系統主要用來測量煙氣流速,煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量、煙氣濕度等,用于排放總鼉的積算和相關濃度的折算。數據采集處理與通訊子系統由數據采集器和計算機系統構成,實時采集各項參數,生成各濃度值對應的干基、濕墓及折算濃度,生成日、月、年的累積排放量,完成丟失數據的補償并定時和實時地把監測的數據通過配套的環境監測網絡系統送到備級環保部門。
    1 研究煙氣在線監舅儀器目的和意義
    目前對污染源的監測基本采用現場手工采樣,實驗室分析,由于其時間和空間的局限性,這種瞬時性監測無法快速捕捉污染事故和違法行為,難以滿足污染排放總量控制。而煙氣在線監測系統便于各級環保主管部門對工業和民用固定污染源進行不間斷地監控和管理,可大大提高環境管理現代化水平,適應環境管理和執法需要,對有效控制排放總量有重要意義,為管理決策提供科學依據。
    2 監測方法優缺點對比
    氣態污染物監測子系統煙氣在線監測系統的核心系統。本文以氣態污染物監測子系統作為研究重點.來對比分析各種監測方法及原理的優缺點。煙氣的監測方法有采樣測量法和直接測量法兩種。
    2.1采樣測量法
    是早期發展起來的技術。分為直接采樣法和稀釋采樣法。
    (1)直接采樣法:直接抽取煙道內煙氣通過伴熱管保溫并經除塵、除濕等處理后,進入測量分析儀器進行測量。多為干基,也有濕基。適應國外煙塵濃度很低的監測環境,或用于除塵效果好的場合,在國內高濃度污染條件下需經常清理過濾器。其處理過程復雜,易堵、易腐蝕,維護量大:管線過長,易發生泄漏,影響精度:響應時間長:而且運行成本較高.是較傳統的技術水平。
    (2)稀釋采樣法:用零氣在探頭內與煙氣按一定比例進行稀釋混合,稀釋后煙氣進入分析儀器進行測量。其特點是濕基測量,適用于各種場合。因需對煙氣進行稀釋和處理造成結構復雜、管線過長:響應時間長:如稀釋比控制不好。影響測量精度:開爐和停爐時易堵,因此日常維護工作量大,運行成本最高。目前是當代主要技術水平。
    2.2直接測量法
    將一束紫外光直接穿透煙道氣體,利用煙氣的特征吸收光譜進行測量。其特點是濕基測量,適用于各種場合。結構簡單,無需管線,響應時間快,支持多組分監測。開爐和停爐時無需停機。斷面測量,結果有代表性.只需定期擦洗鏡頭。運行成本最低,也是國內外當前最高技術水平。
    3以氣態污染物監測子系統中監測S02為例,對比測量原理及發展歷程
    直接采樣法測SO:常用非分散紅外法,該法用單光源通過窄帶濾波片產生多種單波長紅外光,可測量多達十種氣體的濃度.但其煙氣除塵、除濕(采樣管加熱)等預處理維護工作復雜,抽氣口易堵塞,采樣管線是負壓運行,稍有泄漏會影響測定結果。該技術出現于20世紀80年代中期,該技術在全球市場的占有率約為9 5%,產品價格適中。國外主要為日本島津公司和英國 XENTRA4900型產品,國內如北京北分麥哈克分析儀器有限公司的GXH902及GXH9021W。其主機UNOR及MULTOR為德國MAIHAK公司制造,還有北京天融環保設備中心的產品(德國技術)。
    稀釋采樣法測SO:常用紫外熒光法,具有測量精度高的優點,但測量前須除水、除塵,而且存在一種測量組分對應一臺分析儀的不足。該技術出現于20世紀90年代初期該技術在全球市場占有率約為85%,在美國高達90%。國外主要為美國熱電子(Thermo Electron公司)環境儀器公司200型產品及法國環境儀器公司(ESA)的產品,國內如北京航天益來電子科技有限公司CY,、200型及深圳中興新通訊設備有限公司的產品。
    直接測量法測SO。常用紫外雙波長法和紫外差分吸收光譜法,即將一束紫外光直接照射到煙氣上。在探頭上開孔,煙氣從中流過,利用SO。的特征吸收光譜進行測量。紫外雙波長法消除或減少了光源發射強度衰減對測量結果的影響,卻無法}肖除水、粉塵的變化對測量結果的影響:無法實現多組分同時測量。紫外差分吸收光譜法則消除了水、粉塵、光源發射強度的衰減對測量結果的影響:可實現多組分同時監測,但其要求精確的光學調整系統。國外此類技術的早期產品出現在20世紀70年代末至80年代初該技術在全球市場的占有率為5%,產品價格較低。國外有美國AIM公司的產品,國內如北京牡丹聯友公司的產品HPS000(紫外雙波長)。
    此外,常見的還有電化學法,但其靈敏度不夠高,且傳感器壽命短,維護工作復雜,漂移嚴重,不適用于連續監測。
    由目前國內外市場上的主要產品可知,日本和英國主要采用非分散紅外吸收法,而美國主要采用紫外熒光法。而我國的產品毛要集中在紅外吸收和紫外熒光法。紫外差分吸收光譜法為目前最先進的在線監測技術,是美國EPA環保署和國家環??偩致摵贤扑]使用的監測技術,該類產品的研發剛剛起步,市場份額不大。
    4發展過程中存在的問題
    4.1高新技術含量低
    國內企業基本處于發展階段,國產系統的設計‘還處于學習階段,自主知識產權的核心技術少。主要技術和零部件依靠國外進口。而國外產品不僅價格高昂,而且不適合中國的污染現狀。由于國外污染治理設備運行好,排放濃度低。儀器通常在較清潔的環境中運行。而我國的監測條件較惡劣,國外儀器易“水土不服”,難以正常運行。
    解決方法:積極參考和借鑒國外產品的優點和經驗,結合中國的監測現狀,從實際出發研發適合中國排污企業的在線監測系統。企業應與研究機構加強合作,提高產品技術含量。4.2企業規模小
    國內企業規模小,資金緊缺,不僅企業運作存在困難。而且研發也受限滯后,導致產品單一、趨同化嚴重、無法滿足污染源監測多樣化的要求,同時質量和技術也難以保證。
    解決方法:加強各企業同的合作,使企業間做到優勢互補,不僅在技術上互相學習,在市場上也共同開拓。同時國家應對一些具有技術優勢、市場前景好的企業進行經濟扶持以及合理引導。
    4.3部分在線監測項目與手工分析不具備可比性
    部分在線監測項目與手工分析不具備可比性,各自分析方法有所差異,不應強行對比。
    解決方法:在實際工作中,應綜合各種影響因素,根據具體情況,對儀器進行校正系數的測量和標定(會出現每套系統監測對象不同,系數不同的情況)。
    5結語
    煙氣在線監測系統經歷了從無到有,從采樣測量到直接測量,從儀器結構復雜到更加簡單,易維護的歷程,并向著紫外差分吸收光譜法等目前最先進的在線監測技術發展,雖然在建設、運行、維護過程中遇到諸多問題及困難。但經過多方努力,問題逐步解決,該系統的優越性不斷顯現,隨著發展,其必將成為一個基本穩定運行,能夠為環境執法、管理提供依據的成熟系統

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