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烟气在线监测系统-气在线监测系统测定方法研究与分析-新豪娱乐99159手机版

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气在线监测系统测定方法研究与分析

来源:新豪娱乐99159手机版发布时间:2011/12/14 13:25:54
前言
烟气在线监测系统是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置,由气态污染物监测子系统,颗粒物监测于系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物 S02、NOx等的浓度和排放总量。颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量。烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速,烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等,用于排放总鼍的积算和相关浓度的折算。数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成,实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿墓及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并定时和实时地把监测的数据通过配套的环境监测网络系统送到备级环保部门。
1 研究烟气在线监舅仪器目的和意义
目前对污染源的监测基本采用现场手工采样,实验室分析,由于其时间和空间的局限性,这种瞬时性监测无法快速捕捉污染事故和违法行为,难以满足污染排放总量控制。而烟气在线监测系统便于各级环保主管部门对工业和民用固定污染源进行不间断地监控和管理,可大大提高环境管理现代化水平,适应环境管理和执法需要,对有效控制排放总量有重要意义,为管理决策提供科学依据。
2 监测方法优缺点对比
气态污染物监测子系统烟气在线监测系统的核心系统。本文以气态污染物监测子系统作为研究重点.来对比分析各种监测方法及原理的优缺点。烟气的监测方法有采样测量法和直接测量法两种。
2.1采样测量法
是早期发展起来的技术。分为直接采样法和稀释采样法。
(1)直接采样法:直接抽取烟道内烟气通过伴热管保温并经除尘、除湿等处理后,进入测量分析仪器进行测量。多为干基,也有湿基。适应国外烟尘浓度很低的监测环境,或用于除尘效果好的场合,在国内高浓度污染条件下需经常清理过滤器。其处理过程复杂,易堵、易腐蚀,维护量大:管线过长,易发生泄漏,影响精度:响应时间长:而且运行成本较高.是较传统的技术水平。
(2)稀释采样法:用零气在探头内与烟气按一定比例进行稀释混合,稀释后烟气进入分析仪器进行测量。其特点是湿基测量,适用于各种场合。因需对烟气进行稀释和处理造成结构复杂、管线过长:响应时间长:如稀释比控制不好。影响测量精度:开炉和停炉时易堵,因此日常维护工作量大,运行成本最高。目前是当代主要技术水平。
2.2直接测量法
将一束紫外光直接穿透烟道气体,利用烟气的特征吸取光谱进行测量。其特点是湿基测量,适用于各种场合。结构简单,无需管线,响应时间快,支撑多组分监测。开炉和停炉时无需停机。断面测量,结果有代表性.只需定期擦洗镜头。运行成本最低,也是国内外当前最高技术水平。
3以气态污染物监测子系统中监测S02为例,对比测量原理及发展历程
直接采样法测SO:常用非分散红外法,该法用单光源通过窄带滤波片产生多种单波长红外光,可测量多达十种气体的浓度.但其烟气除尘、除湿(采样管加热)等预处理维护工作复杂,抽气口易堵塞,采样管线是负压运行,稍有泄漏会影响测定结果。该技术出现于20世纪80年代中期,该技术在全球市场的占有率约为9 5%,产品价格适中。国外主要为日本岛津企业和英国 XENTRA4900型产品,国内如北京北分麦哈克分析仪器有限企业的GXH902及GXH9021W。其主机UNOR及MULTOR为德国MAIHAK企业制造,还有北京天融环保设备中心的产品(德国技术)。
稀释采样法测SO:常用紫外荧光法,具有测量精度高的优点,但测量前须除水、除尘,而且存在一种测量组分对应一台分析仪的不足。该技术出现于20世纪90年代初期该技术在全球市场占有率约为85%,在美国高达90%。国外主要为美国热电子(Thermo Electron企业)环境仪器企业200型产品及法国环境仪器企业(ESA)的产品,国内如北京航天益来电子科技有限企业CY,、200型及深圳中兴新通讯设备有限企业的产品。
直接测量法测SO。常用紫外双波长法和紫外差分吸取光谱法,即将一束紫外光直接照射到烟气上。在探头上开孔,烟气从中流过,利用SO。的特征吸取光谱进行测量。紫外双波长法消除或减少了光源发射强度衰减对测量结果的影响,却无法}肖除水、粉尘的变化对测量结果的影响:无法实现多组分同时测量。紫外差分吸取光谱法则消除了水、粉尘、光源发射强度的衰减对测量结果的影响:可实现多组分同时监测,但其要求精确的光学调整系统。国外此类技术的早期产品出现在20世纪70年代末至80年代初该技术在全球市场的占有率为5%,产品价格较低。国外有美国AIM企业的产品,国内如北京牡丹联友企业的产品HPS000(紫外双波长)。
此外,常见的还有电化学法,但其灵敏度不够高,且传感器寿命短,维护工作复杂,漂移严重,不适用于连续监测。
由目前国内外市场上的主要产品可知,日本和英国主要采用非分散红外吸取法,而美国主要采用紫外荧光法。而我国的产品毛要集中在红外吸取和紫外荧光法。紫外差分吸取光谱法为目前最先进的在线监测技术,是美国EPA环保署和国家环保总局联合推荐使用的监测技术,该类产品的研发刚刚起步,市场份额不大。
4发展过程中存在的问题
4.1高新技术含量低
国内企业基本处于发展阶段,国产系统的设计‘还处于学习阶段,自主常识产权的核心技术少。主要技术和零部件依靠国外进口。而国外产品不仅价格高昂,而且不适合中国的污染现状。由于国外污染治理设备运行好,排放浓度低。仪器通常在较清洁的环境中运行。而我国的监测条件较恶劣,国外仪器易“水土不服”,难以正常运行。
解决方法:积极参考和借鉴国外产品的优点和经验,结合中国的监测现状,从实际出发研发适合中国排污企业的在线监测系统。企业应与研究机构加强合作,提高产品技术含量。4.2企业规模小
国内企业规模小,资金紧缺,不仅企业运作存在困难。而且研发也受限滞后,导致产品单一、趋同化严重、无法满足污染源监测多样化的要求,同时质量和技术也难以保证。
解决方法:加强各企业同的合作,使企业间做到优势互补,不仅在技术上互相学习,在市场上也共同开拓。同时国家应对一些具有技术优势、市场前景好的企业进行经济扶持以及合理引导。
4.3部分在线监测项目与手工分析不具备可比性
部分在线监测项目与手工分析不具备可比性,各自分析方法有所差异,不应强行对比。
解决方法:在实际工作中,应综合各种影响因素,根据具体情况,对仪器进行校正系数的测量和标定(会出现每套系统监测对象不同,系数不同的情况)。
5结语
烟气在线监测系统经历了从无到有,从采样测量到直接测量,从仪器结构复杂到更加简单,易维护的历程,并向着紫外差分吸取光谱法等目前最先进的在线监测技术发展,虽然在建设、运行、维护过程中遇到诸多问题及困难。但经过多方努力,问题逐步解决,该系统的优越性不断显现,随着发展,其必将成为一个基本稳定运行,能够为环境执法、管理提供依据的成熟系统

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