化工煙囪廢氣在線監(jiān)測設(shè)備

一、產(chǎn)品概述

     化工煙囪廢氣在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)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(shí)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(jìn)行了改進(jìn)。并按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報(bào)表功能、多組模擬量及開關(guān)量輸入輸出接口，可實(shí)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(yùn)行方便靈活。

      化工煙囪廢氣在線監(jiān)測設(shè)備（CEMS）是功能齊全，采用固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要由以下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：

    1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)，采用激光后散射單點(diǎn)監(jiān)測。

    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(yuǎn)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(xué)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；

◢ 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準(zhǔn)、測量值波動(dòng)小、可靠性高、設(shè)備維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)；

◢ 本分析儀整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，方便運(yùn)輸和安裝。

◢ 系統(tǒng)運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3，流量計(jì)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(shí)現(xiàn)無人職守運(yùn)行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報(bào)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。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

   維護(hù)方便，操作簡單；

   氣體室具有微伴熱功能，減少透鏡清洗周期；

   系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，集成度高；

   在引流泵的作用下，煙氣經(jīng)探頭、伴熱管線后直接進(jìn)入氣體室，測量SO2和NOx濃度，再進(jìn)入氧化鋯/濕度/引流泵模塊后，直接排出，系統(tǒng)  構(gòu)造簡單，集成度高，維護(hù)方便； 

   核心器件和算法全部自主研發(fā)；

   核心器件包括光源、光譜儀、氣體室、濕度模塊、粉塵儀等全部自主研發(fā)；

   DOAS算法自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的市場競爭力。

3.1氣態(tài)污染物監(jiān)測

樣氣在取樣泵的抽力下由取樣探頭取出。樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除，濾除后由伴熱管線輸送到制冷系統(tǒng)冷凝除水，送至分析單元進(jìn)行分析。其中根據(jù)超低系統(tǒng)中普遍存在濕度大、SO2小等特點(diǎn)，為了減少SO2的吸附損失，預(yù)處理系統(tǒng)采用比較可靠簡單的磷酸滴定法，在冷凝器預(yù)處理中加入5%以上的磷酸溶液，使得冷凝水始終處于酸性狀態(tài)，減少SO2的吸附損失，提高測量精度。冷凝下來的水經(jīng)排水系統(tǒng)排掉。由控制單元實(shí)現(xiàn)反吹、標(biāo)定、制冷溫度報(bào)警提示等功能，并顯示系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。

預(yù)處理系統(tǒng)中采用一級快速冷凝除水，確保氣體組分不變。采用二級精細(xì)過濾，確保氣體測量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。下圖即為氣態(tài)污染物監(jiān)測系統(tǒng)流程圖。

儀器：紫外光譜氣體分析儀

測量原理：差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)(DOAS)

紫外光譜氣體分析儀是基于多通道光譜分析技術(shù)(OMA)和差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（DOAS）的氣體分析儀器。光源發(fā)出的光束匯聚進(jìn)入光纖，通過光纖傳輸?shù)綒怏w室，穿過氣體室時(shí)被待測氣體吸收后，由光纖傳輸?shù)焦庾V儀，在光譜儀內(nèi)部經(jīng)過光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。儀器根據(jù)此光譜信息采用差分吸收光譜算法（DOAS）及偏*小二乘算法（PLS）處理，得到被測氣體的濃度。

由于各種氣體分子在不同波段對光波有不同的吸收，通過對氣體吸收后的連續(xù)光譜的分析，實(shí)現(xiàn)了多種氣體的同時(shí)測量。

紫外光譜氣體分析儀采用紫外波段的光源和傳感器，用來測量在紫外波段對光波有吸收的氣體的濃度，比如SO2、NO、NO2等氣體。

DOAS的核心思想是將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩個(gè)部分?？熳儾糠峙c氣體分子的結(jié)構(gòu)和所組成的元素有關(guān)，是氣體分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與煙塵、水汽、背景氣體的干擾，以及測量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān)，是干擾部分。DOAS采用快變部分計(jì)算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾，準(zhǔn)確性高。

紫外光譜氣體分析儀采用*的DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾，同時(shí)也消除了測量系統(tǒng)波動(dòng)對測量結(jié)果的影響，保證了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。