一、產(chǎn)品概述
煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),實現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術(shù)上進行了改進。并按照國家標準設(shè)計定型,提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關(guān)量輸入輸出接口,可實現(xiàn)現(xiàn)場總線的連接以及多種通訊方法的選用,使系統(tǒng)運行方便靈活。煙氣在線監(jiān)測設(shè)備CEMS廠家環(huán)保聯(lián)網(wǎng)。主要由以下幾個子系統(tǒng)組成:煙氣在線監(jiān)測設(shè)備CEMS廠家環(huán)保聯(lián)網(wǎng)
2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀(SO2、NOX、CO、CO2、HCL、HF、NH3)
3、煙氣含氧量、煙氣流量、壓力、溫度,濕度等煙氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)
4、數(shù)據(jù)處理與遠程通訊系統(tǒng)
二、技術(shù)說明
◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度;
◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜(DOAS)分析技術(shù)或紅外線NDIR分析技術(shù);
◢ O2采用電化學氧電池;
◢ 濕度采用高溫電容法;
◢ 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻(PT100)、壓力傳感器和皮托管微壓差法;
◢ 粉塵采用激光后散射法;
◢ 紫外差分吸收光譜(DOAS)分析技術(shù)除了能夠測量SO2和NOx外,還能夠分析NH3、Cl2、H2S、O3等氣體;
◢ 與抽取熱濕法CEMS相比,本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、響應(yīng)速度快、維護方便等優(yōu)點;
◢ 與原位法相比,分析儀具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設(shè)備維護簡單等優(yōu)點;
◢ 本分析儀整機結(jié)構(gòu)緊湊,方便運輸和安裝。
◢ 系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集率≥90%,系統(tǒng)提供的檢測數(shù)據(jù)資料可用率≥90%,并具有查閱歷史數(shù)據(jù)功能。
◢ 輸出單位:對所檢測煙氣的各種參數(shù),系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4~20mA標準模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3,流量計測出流速信號應(yīng)折算成體積流量Nm3/s輸出,溫度單位為℃。
◢ 系統(tǒng)能夠真正實現(xiàn)無人職守運行,系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報警功能,包括:測量元件/檢測探頭的失效、超出量程、采樣流量不足、反吹壓力低、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低、預(yù)處理系統(tǒng)故障、分析儀器故障等。
大氣環(huán)境末端:這個應(yīng)用場景的主要特點是VOCs的濃度較低(幾個ppb甚至零點幾個ppb到ppm級別)這個場景往往是環(huán)保部門關(guān)注的重點,對于組分的細分和檢測精度要求更高。
五類污染源的檢測方式
至此,我們已經(jīng)看到了VOCs檢測儀器要面對的組分和應(yīng)用場景的復(fù)雜程度。從技術(shù)上看,如果要同時滿足這些應(yīng)用場景、組分、成本的要求幾乎是不可能的。因此,VOCs檢測設(shè)備發(fā)展的趨勢就是要適應(yīng)各種應(yīng)用場景的需求,不斷滿足細分領(lǐng)域里的組分、精度、成本等方面的要求。本文結(jié)合組分和應(yīng)用場景將檢測設(shè)備分了5類。我們從這5類來看看其發(fā)展的趨勢。
一、對于固定污染源VOCs檢測設(shè)備發(fā)展而言,首先是要能適應(yīng)污染源現(xiàn)場的惡劣工況,其次是要滿足對于不同組分靈活性的要求,后要能滿足污染企業(yè)對于低成本的要求。從技術(shù)上來看GC-FID是目前適合的,而且會成為趨勢。該技術(shù)已經(jīng)成熟,可以滿足對于總量和各種組分的靈活性和精度要求。多年來在線色譜技術(shù)的發(fā)展結(jié)合CEMS采樣系統(tǒng)的完善,讓它能夠長時間在污染源的工況下穩(wěn)定工作,并且成本相較質(zhì)譜等其他技術(shù)有一定的優(yōu)勢。未來GC-FID技術(shù)還會有很強的生命力。另外一個趨勢是靈活的支持更多的特征因子檢測。這個趨勢的原動力在于當總量控制下來之后,對于特征因子(如毒害氣體、惡臭氣體)的檢測要求會越來越高。2016年以來在浙江的“一廠一策VOCs監(jiān)測”以及各地區(qū)和行業(yè)的VOCs特征因子規(guī)范的紛紛出臺已經(jīng)在給這個趨勢做了背書。
二、對于環(huán)境空氣VOCs檢測設(shè)備的發(fā)展,多組分的能力和精度的提高是可以預(yù)見的趨勢。和污染源關(guān)心總量控制不同,環(huán)保部門就是要解析VOCs的組分,利用組分來做臭氧前驅(qū)體的分析和溯源。歐洲和美國的經(jīng)驗告訴我們PAMS或者說臭氧前驅(qū)體的光化學站可能是我國下一步要發(fā)展的方向。因此,此類儀器發(fā)展的重點會傾向于VOCs全組分分析,特別是臭氧前驅(qū)體的檢測能力。技術(shù)上目前主要是基于預(yù)濃縮加GC-FID的系統(tǒng)和基于實驗室GC/MS演進的系統(tǒng)在角逐。但對于這類會有法規(guī)明確檢測組分的應(yīng)用來看GC-FID的系統(tǒng)可以滿足需求,而且成本和維護上的優(yōu)勢會更明顯。因此,前者勝出的趨勢會比較大。
三、對于VOCs泄露檢測主要是應(yīng)對無組織排放的應(yīng)用,就是大家熟悉的LDAR(泄漏檢測和修復(fù))。由于這類應(yīng)用在過去20年內(nèi)發(fā)展的非常完善,從法規(guī)建立、執(zhí)行細則、檢測設(shè)備、質(zhì)量控制等方面都有成熟的經(jīng)驗。因此,此類檢測設(shè)備將沿著手持、便攜、FID/PID雙檢測器的方向繼續(xù)發(fā)展。我國的LDAR未來的發(fā)展重點的不是設(shè)備而是如何更好貫徹和實施LDAR。
四、應(yīng)急和督查的應(yīng)用已經(jīng)成為今年的一個熱點。從新年伊始原環(huán)保部部長陳吉寧在燕山石化的督查到各地常態(tài)化的VOCs督查工作,已經(jīng)給這類檢測設(shè)備指明了發(fā)展方向:一要現(xiàn)場快速定性,二要現(xiàn)場快速定量,從而達到督查的現(xiàn)場效果和震懾作用。目前手持的VOCs紅外相機可以在1-2公里外查出泄露和偷排;手持的VOCs檢漏儀可以在3分鐘以內(nèi)完成現(xiàn)場快速定量。這一組合已經(jīng)成為督查組的黃搭檔。二者的互聯(lián)互通、雙劍合璧將成為下一步發(fā)展的趨勢。
五、對于特種VOCs氣體的檢測,未來的發(fā)展可能會是另一個熱點。在前面幾個方面已經(jīng)得到很好控制的基礎(chǔ)上,有毒、有害、致癌以及異味的影響會越來越得到重視。這類氣體的組分會比較復(fù)雜,有的組分檢測的精度要求很高(例如惡臭),監(jiān)測的技術(shù)也不是那么完善(例如有機硫就是個技術(shù)難題)。多種技術(shù)都在探索這個方向:色譜、質(zhì)譜、光譜。目前看起來基于磁質(zhì)譜的快速、多點、網(wǎng)格化方案可能會是解決特種氣體溯源、控制的好方法。
隨著燃氣輪機的快速發(fā)展及其裝機總量的不斷提升,燃氣輪機NOx排放控制技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注。匯總分析了國內(nèi)外NOx排放標準以及主要的NOx控制技術(shù)。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是應(yīng)用廣泛的尾部煙氣脫硝技術(shù),但因燃氣輪機的煙氣NOx含量低且氧含量高,余熱鍋爐空間結(jié)構(gòu)狹窄等特點,傳統(tǒng)SCR催化劑難以直接應(yīng)用。詳細介紹了燃氣機組SCR脫硝催化劑應(yīng)用現(xiàn)狀和國內(nèi)外相關(guān)研究進展,研究發(fā)現(xiàn)低溫活性和抗水性是燃機脫硝催化劑的重要研究方向。