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污染源烟气排放及脱硫系统监测

污染源烟气连续自动监测系统(CEMS)采用独特的稀释技术,与各种直接采样技术相比有着明显的优势。探头稀释比的恒定控制,使稀释探头无需加热或进行温度、压力补偿,稀释及控制部分简单明了,而且彻底消除了系统腐蚀和堵塞的影响。根据美国1990年清洁空气法案的要求,稀释法为污染源在线检测的首选方法,在美国已经安装的2000多套污染源系统中,有1800多套采用稀释法,其中1600多套采用的是赛默飞世尔科技(原热电公司)的系统。在中国,Thermo Scientific不仅提供了第一套稀释系统,而且占有国内稀释法的大部分市场。

稀释系统的特点
  准确的湿法测量——美国EPA优选方法。
  连续测量SO2浓度,SO2排放量、NOx浓度,NOx排放量及烟气浓度等参数。
  采用探头内瞬间稀释技术,彻底消除冷凝水影响。
  无需跟踪加热采样管线。
  稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题。
  采用从采样探头开始的全系统动态校准。
  全汉化中文数据处理和报表生成。
  样品气传输快,维护工作量小,消耗品用量少。
  国家技术监督局系统认证,国家环保局认证,ISO9001认证。

典型的湿法测量
稀释系统采用独特的现场样品预处理的气体采集方式。在采样探头顶部,通过一个音速小孔进行采样,并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释。样品气进入分析仪之前不需要除湿处理,因为样品气经过稀释后(稀释比通常选择在100:1至250:1之间),有效地降低了样品的露点温度,使之低于安装地的环境最低温度,从而避免了样品气在环境温度下产生的结露现象;另一方面,样品气虽然经过稀释,但仍为带湿气体,测量过程是典型的湿法测量。

由于稀释探头采样不需要除湿设备,因而无需增加购置除湿设备的成本及其维护费用,除湿设备的损坏会导致湿度增加使样气结露并腐蚀而导致分析仪器故障。稀释法可以彻底避免样品气在采样管线中冷凝结水,这样就无需加热气体传输管线并可避免许多与其他采样技术伴随而来的麻烦。

这种测定方法是美国EPA优选的带湿计算方法,不仅避免了除湿过程中产生的SO2 和NOX 损失,而且彻底消除了直接采样法经常发生的由于水份没有从样品中彻底消除而带来的腐蚀影响。稀释法提供带湿样品气测量数值和带湿烟气流量值,因而不再需要为数据修正提供额外的湿度计。

稀释法采样探头
采样探头所有暴露在烟气中的部分,采用的是精心选择的耐热耐蚀的铝铬镍合金Inconel600,镍基铝合金Hastelloy C276或不锈钢304pyrex 玻璃等材料,以避免探头在烟气中被腐蚀。稀释探头采样流量通常为100cm3/分钟,而非稀释探头采样流量大约是3500cm3/min,因而稀释法更不容易发生探头过滤器堵塞,维护周期长,维护费用低。来完成的,因而无需任何专用电源和电
路,具有体积小、安装简单、维护方便的特点。

为保证恒定的稀释比,赛默飞世尔科技(原热电公司)的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的最小真空度要求时,音速小孔两端的压差将大于0.46倍,此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的,温度,压力的变化将不会影响稀释比。这就使得整个探头的流量控制是靠气动来完成的,因而无需任何专用电源和电路,具有体积小、安装简单、维护方便的特点。

简单的采样管线
由于稀释样品的露点低而无需跟踪加热,所以连结采样探头和分析仪器的采样管线是无需加热型的。稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成,其中两根分别用于往采探头输送校准气和稀释空气,一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品,另一根用于探头部分的真空度监测。所有采样管线除真空管线外都是正压,从而避免了由气体泄漏所引入的误差。

稀释采样法在样品的采集和传输过程中,不象非稀释采样法那样需要采样泵及若干个流量控制阀,从而减低了购买和运行维护成本,而且减少了故障隐患。

恒定的稀释比例
为保证恒定的稀释比,赛默飞世尔科技(原热电公司)的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的最小真空度要求时,音速小孔两端的压差将大于0.46倍,此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的,温度,压力的变化将不会影响稀释比。探头的抽气,是依靠气动抽气器(文丘里管)来完成的,根据气动力学原理,形成稳定的真空度,并保证稀释气体流量的恒定。这就使得整个探头,因而无需任何专用电源和电路,具有体积小、安装简单、维护方便的特点。并且由于气动力学特性,保证了探头的良好重复性。保证了探头的稀释比恒定。稀释系统保证的是稀释比的恒定,而并非给出一个确认的稀释比例。通过稀释比例的恒定,保证系统的准确性。

自动校准功能
稀释系统可在预先设定的时间间隔内自动或手动对仪器的零点及跨度进行系统校准。系统校准是将校准气注入到探头顶部,对系统的所有部件包括探头过滤器、采样管线、探头控制器以及分析仪器进行校准,这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行的部分校准具有本质的区别,是美国EPA唯一认可的校准方式。系统校准可由手工完成或由数据处理器自动设定完成,也可以通过网络由远程控制实现。

系统采用干燥压缩空气校准零点,采用钢瓶气校准跨度。数据采集及处理系统将规定值与校准数据进行比较,以检验仪器的准确度,根据美国EPA的要求对数据进行有效性判断,在有效的情况下可以自动进行数据修正。

先进的气体分析技术
在气体分析技术方面,Thermo Scientific 采用自行开发生产的世界上最先进可靠的分析仪器。分析系统采用模块化的组合方式,可以根据用户的实际监测要求,灵活地配置系统构成。各项参数独立监测,保证每一台仪器都在最优化的条件下工作,与多参数分析仪器相比,具有结果更准确、维护更便捷的特点。这种系统组合很好地满足了广大客户的实际应用,使 Thermo Scientific 在全球范围内享有很高的声望,并占有很大的市场份额。

Thermo Fisher是目前市场上普遍采用的紫外荧光法SO2分析仪的发明者,其市场占有率超过70%;它还是化学发光法NOx 分析仪的发明者,其市场占有率超过60%;同时,Thermo Scientific 其他气体分析仪器也拥有世界上最大的市场占有率,广泛地受到用户的好评。