氨逃逸烟气在线监测分析仪原理

p　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "氨逃逸分析的意义/span/strongbr//pp　　当前，随着我国经济的持续发展，能源压力日趋紧张，环境污染已严重危害到我国人民的健康和生活质量。近年来河北、山东、北京等地被持续的大范围雾霾天气所笼罩，引发全社会的广泛关注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成。为了降低经济快速发展带来的雾霾、臭氧层破坏、温室效应及酸雨现象，我国要求使用燃煤的工厂(主要是火电厂和水泥厂)安装脱硝装置，降低氮氧化物的排放。/pp　　国内外应用较多且工艺成熟的选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝，均需要向烟气中喷入还原剂氨，使烟气中的氮氧化物还原成氮。/pp　　为了保证氮氧化物充分反应，提高脱硝效率，需要实现还原剂氨注入量的最优化。如果喷氨过多，则会产生氨逃逸，造成更严重的危害：/pp　　1.逃逸的氨与烟气中的SOsub3/sub反应生成NHsub4/subHSOsub4/sub，当后续烟道烟温降低时，NHsub4/subHSOsub4/sub就会附着在空气预热器表面和飞灰颗粒物表面。/pp　　2.NHsub4/subHSOsub4/sub可以沉积并积聚在催化剂表面，引起催化剂的失活。/pp　　3.NHsub4/subHSOsub4/sub在低于150℃时，以液态形式存在，腐蚀空气预热器，并通过与飞灰表面物反应而改变飞灰颗粒物的表面形状，最终形成一种大团状粘性的腐蚀性物质。/pp　　4.这种飞灰颗粒物和在空气预热器换热表面形成的NHsub4/subHSOsub4/sub会导致空气预热器的压损急剧增大。/pp　　5.逃逸的氨导致飞灰化学性质发生改变，使得飞灰不能作为建材原料而得到利用。/pp　　所以，脱硝工艺喷氨量的控制，既要保障脱硝效率最高，又不能过量喷氨造成新的危害，需要对氨逃逸进行实时准确的在线分析。作为脱硝工艺中必不可少的关键监测设备，氨逃逸的准确稳定测量，对提高工业效率和安全生产有着重要的意义。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "氨逃逸分析的现状/span/strong/pp　　目前电力行业脱硝工艺基本上已经装配了氨逃逸在线分析系统，但在实际运行过程中这些氨逃逸在线分析系统往往存在着一些普遍性问题：/pp　　1.氨逃逸数据为0或某个固定值，或只有仪表自身噪声信号，没有真正检测出逃逸氨，给性能验收和环保验收带来麻烦。/pp　　2.增大或减少喷氨量，氨逃逸数据无变化，没有趋势相关性，无法为电厂控制喷氨流量提供科学的数据参考。为了NOx达标排放可能会喷氨过量，造成氨水浪费和形成大量铵盐对后面设备造成严重腐蚀。/pp　　3.传统氨逃逸不能随时通标气进行验证，不能确保数据的准确性。/pp　　通过对这些氨逃逸设备实地调研分析，发现这些设备主要采用原位测量方式，将设备的发射端和接收端分别安装在烟道上，采取对射的方式。这种测量方式会有以下几种影响：/pp　　1.测量点位置粉尘量大，激光透射率不足，导致无法测量。/pp　　2.为了解决透射率不足无法测量的问题，很多原位式分析仪采用斜角安装方式，即在烟道一角采取对射安装。这种方式测量的氨逃逸不具有代表性，不能反映烟道截面的真实状况，同时粉尘对测量仍然会造成影响。/pp　　3.测量精度和测量下限与光程相关，光程越长，测量精度和测量下限越好。采用斜角安装方式测量光程短，测量下限和精度不够，无法满足氨逃逸精确测量的需求。/pp　　4.现场振动和热膨胀因素，会造成激光对射不准，影响正常使用。/pp　　5.无法通标气标定和验证。/pp　　正是由于上述原因，原位式脱硝氨逃逸分析仪在实际使用中遇到了众多的困难，为了解决这些问题，国内一些企业将国外进口的分析仪进行改造，自己设计加工样气室，采用抽取式去除粉尘，抽取样气进入样气室测量，但是由于自身不掌握TDLAS核心技术，在改造过程中存在诸多技术问题及测量光程不够等因素，也没有取得良好的测量效果。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "多通道近位抽取高精度测量技术应用/span/strong/pp　　针对上述问题和现状，北京大方科技有限责任公司基于自身掌握的TDLAS核心技术，将多通道近位抽取及多次反射高精度测量技术应用于氨逃逸在线分析，成功解决上述问题，并得到了广泛应用。/pp　　一、采用高精度多次反射长光程技术/pp　　鉴于脱硝工程中氨逃逸对环境和设备的巨大危害，环保部对脱硝工艺中氨逃逸量有严格的规范。环保部2010年1月发布的环发[2010]10号《火电厂氮氧化物防治技术政策》以及2010年2月发布的标准HJ562-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范----选择性催化还原法》皆要求SCR氨逃逸控制在2.5mg/msup3/sup(干基，标准状态)以下。因此，脱硝工程中的氨逃逸量极低(ppm量级)，这对氨逃逸分析仪的测量精度提出了极高的要求。/pp　　目前测量氨逃逸通常采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS技术)，其基本原理是朗伯-比尔定律(Beer-Lambert’s law)，依据朗伯-比尔定律，当单色光穿过均匀气体介质时透射光强和入射光强的关系, 如方程(1)、(2)所示：/pp style="margin-left:13px text-indent:21px line-height:150% text-autospace:none"span style="font-size:21px line-height:150% font-family:仿宋" img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f1b1356f-e59a-4815-a181-8722c53bd3d8.jpg" title="公式.png"/ /span/pp　　其中，P 为气体的压力；/pp　　T 是样品气体的温度；/pp　　Xabs 是被测气体在样品气体中的摩尔百分比；/pp　　L 为光程长度；/pp　　S 为吸收谱线的强度；/pp　　fn为吸收谱线的线型函数。/pp　　由公式可知光程长度越长，气体的吸收强度越强，所得到信号的信噪比越好，也就是说测量光程越长，测量精度越高。大方科技自主开发多次反射高温样气室，激光在样气室中多次反射，如图1为多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图，光程可达30米，极大的提高了测量精度和检测下限。通过光程的提高，很大程度的解决了传统氨逃逸光程短、测量精度不足的问题。/pp style="text-align: center "　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/5c6248b5-acb0-4782-b0e4-1b81f607f144.jpg" title="图1.png"/　/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图1.大方科技多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图/span/pp　　二、多通道近位抽取测量技术应用/pp　　针对原位式氨逃逸在线分析系统受烟尘和烟道震动影响等因素，大多数氨逃逸在线分析系统已采用抽取式技术路线，将烟气抽出经过预处理后进行测量，很好的解决了上述问题。目前已有的抽取式氨逃逸在线监测系统多采用单点取样，将一根取样探杆沿烟道长边中心位置插入至烟道核心区域，虽然和传统的原位式氨逃逸分析仪安装在烟道角落位置相比，目前单点核心区域抽取更具代表性，但对于大型机组烟道尺寸很大(通常长边可达13米以上)的情况下，烟道内流场分布复杂，截面上氨逃逸浓度也不尽相同，为了更准确的代表烟道中氨逃逸的浓度，需要实现多点测量。如果单点测量是一台通用测量设备，那么多点测量则是一台高端设备，满足高质量、高要求用户的需求。/pp　　大方科技在抽取式技术路线基础上，通过产品小型化、外置过滤装置、减震安装装置设计、近位恒温控制、流路控制等成功实现多通道近位测量技术。近位测量实现取样气体从取样探杆出来直接进入分析气室，不需要伴热管线，减少了系统的响应时间，降低氨气吸附的风险，降低伴热管线堵塞及损坏的可能，提高了系统的可靠性和耐用性。取样点的位置和取样探杆的长度可根据现场情况设计，既可实现同一烟道多点同时测量，也可以实现多烟道多通道测量，且每个取样点可独立反吹。通道数量可以1~6任意扩展。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/9f23d8c0-cf6c-42b2-ac42-dc46822639d5.jpg" title="图片2.png"//pp style="text-align: center "　span style="color: rgb(0, 176, 240) "　图2.大方科技近位抽取氨逃逸在线分析系统主机实物图/span/pp　　大方科技率先开展氨逃逸的多点取样测量，成功实现了两点、三点、四点以及网格取样的应用，测量准确有代表性，得到了用户的高度评价。/pp　　三、复杂烟气工况高温近位抽取预处理技术应用/pp　　由于我国燃煤种类及燃烧工艺的复杂多样性，烟气具有高温、高湿、高腐蚀、高粉尘的特点，且每家的工况环境各异，这给氨逃逸的在线监测带来了不确定性。氨分子极易溶于水且具有极强的吸附性，因此要求整个系统中不能存在冷点，也不能降温除水，需要在高温下完成测量。由于烟气中存在大量的粉尘，要求预处理系统既能够将粉尘过滤掉，避免造成光学器件的污染，又不能堵塞，加大现场的维护量。烟气中含有SO3、NH3等腐蚀性气体，且湿度大，要求整个烟气流路需要做防腐处理。所以，开发适合我国烟气工况，且适应强的氨逃逸在线分析系统，其首要难点之一是烟气预处理系统的开发。/pp　　针对上述复杂工况，大方科技结合自身在烟气预处理多年摸爬打滚的经验，成功开发了稳定可靠的近位抽取预处理系统。抽取气体直接进入气室，不需要经过伴热管线，烟气接触的流路全程高温伴热250℃以上无冷点，避免氨气吸附和损失，保证样气真实性。系统滤芯采用碳化硅过滤器，在高温下不会与SO2、NH3等腐蚀性气体发生化学反应，且滤芯采用后置安装，无需专业工具拆卸，更换和清理极其方便。每个通道皆具有自动反吹控制，反吹间隔和反吹时长根据工况设置，有效避免滤芯堵塞。/pp　　对于氨逃逸监测而言，复杂的烟气工况环境是造成故障率攀升的主要原因。所以，预处理系统的稳定性和耐用性是氨逃逸监测设备的核心竞争力之一。大方科技近位抽取式预处理技术的应用，极大的提高了系统稳定性，结合多次反射长光程技术的应用，保障了测量结果的准确，为合理喷氨提供了科学的数据支撑。图3为大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图，红色为喷氨量曲线，黄色为氨逃逸曲线，当系统的喷氨量发生变化时，氨逃逸数据曲线也相应地变化，从图上看喷氨量和氨逃逸曲线趋势一致，相关性高，为系统的安全、经济运行提供有价值的数据参考。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f84c9423-8972-473b-83c6-2c3ca3349309.jpg" title="图3.png"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图3.大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图/span/pp style="text-align: right "span style="color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 0, 0) "【供稿来源：北京大方科技有限责任公司】/spanbr//span/p

table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "脱硝氨逃逸监测系统/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "北京华科仪科技科技股份有限公司/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="177"p style="line-height: 1.75em "李丹/p/tdtd width="161"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="187"p style="line-height: 1.75em "Lidan@huakeyi.com/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产/p/td/trtrtd width="123"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="525" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□技术转让 □技术入股 □合作开发 √其他（自主研发）/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介： /strongbr/ /pp style="text-align: center "img style="width: 350px height: 299px " title="北京华科仪-科学仪器研发成果征集图片.jpg" border="0" hspace="0" vspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/23de24d4-fe7e-4254-b759-9b454650e179.jpg" width="350" height="299"//pp style="line-height: 1.75em " 目前，国内各大电厂的脱销设备都已经在运行之中，但据我们的市场调研，目前国内市场上所使用的逃逸氨的监测仪表，90%以上都是进口产品，这些产品都是采用激光吸收光谱原理来测量的。实际的运行情况来看，几乎没有能够准确测量的产品，监测下限无法满足用户需求，主要原因就是粉尘干扰，光程短，结晶等原因。目前国内市场对能够准确测量逃逸氨的在线分析仪器有迫切需求。br/ 我公司研发的逃逸氨分析仪HK-7501，打破常规分析原理，利用化学比色法来检测逃逸氨浓度，大大降低了检测下限，使之能够达到0.05ppm，完全满足用户需求，而且比激光法的检测下限低了2个数量级。该仪器的检测方法与(GB/T18204.25-2000)国家标准公共场所空气中氨测定方法是相同的，进一步提高了可实施性。 br/ HK-7501脱硝氨逃逸在线分析系统采用化学比色法测量，适用于烟气脱硝后对逃逸氨的自动监测。 br/ 该系统采用180℃-250℃全程高温伴热取样，可保证样品不失真，可避免管路产生NH3气吸附、结晶堵塞管路等情况。抽取的样气经过雾化稀硫酸溶液吸收与吸收池中吸收液双重吸收，然后通过比色定量计算出氨与样气体积比，得到烟气中逃逸氨浓度。 br/ 对烟气逃逸氨的双重吸收可完全将烟气中的逃逸氨吸收，雾化稀硫酸溶液在对烟气逃逸氨吸收的同时可对取样管道较容易结晶的位置进行有效冲洗。 br/ 该系统采样探头采用金属陶瓷覆膜技术，耐腐蚀、大流速、颗粒多的环境。精度为0.2um，有效阻止烟气中的粉尘进入系统，同时反吹系统可有效对其进行定时反吹清洗，有效保证系统正常运行，且方便维护等。 br/ 该测量系统较传统激光法不需考虑烟道粉尘对激光透射率的影响，以及现成震动、热膨胀等原因造成激光发射器与接收光路对不准而不能进行测量。 br/ 技术指标： br/ HK-7501脱硝氨逃逸在线分析系统技术指标： br/ 1分析物：脱硝氨逃逸量 br/ 2分析方法：吸收液吸收、纳氏试剂比色法 br/ 3测量范围：0-10ppm，0-50ppm(可定制)br/ 4检测下限：0.05ppmbr/ 5重复性：1%F.Sbr/ 6漂移：可忽略 br/ 7线性误差：＜1%F.Sbr/ 8测量周期：6-20minbr/ 9报警输出：系统故障报警，浓度超限报警，雾化温度报警 br/ 10模拟量输出：1路( 0-10mA、0-20mA、4-20mA)，隔离，最大负载750& #937 br/ 11继电器输出：3路 br/ 12通讯接口：RS485br/ 13伴热温度：180℃-250℃ br/ 14标定周期：出厂完成标定，定期可用标液进行标定 br/ 15取气流量：0-5L/minbr/ 16工作电压：AC200V-240Vbr/ 17系统功率：≤5KWbr/ 18压缩空气：0.7-1.0MPabr/ 19机柜尺寸：850mm(长)*600mm(宽)*1780mm(高)/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景： /strongbr/ 此项成果符合GB/T18204.25-2000《公共场所空气中氨测定方法》等相关国家标准，广泛适用于燃煤电力、水泥、冶金、石化、玻璃、陶瓷等领域烟气脱硝后烟气氨逃逸在线监测。 br/ 市场预测： br/ 经济效益:br/ 目前，该产品的实验样机已经成型，如果转化成成品，预计2016~2017年度销量在250台左右，预计2016~2019三年的销售额在1.1亿左右，预计可以为公司带来5500万元的利润。 br/ 社会效益，br/ 1 提高国产仪器的市场占有率，打破进口仪器一统天下的局面。br/ 2 对在线分析逃逸氨的方法，有了更深入的研究和创新，对提高逃逸氨的检测精度有重要意义。br/ 3 协助控制喷氨量，有效防止空预器腐蚀和堵塞。以最少的喷氨量获得最大的脱销效率。br/ 4 对控制减少烟气中的氮氧化物排放，节能减排，减少大气污染有重大意义./p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况： /strongbr/ 此项成果（HK-7501）脱硝氨逃逸在线分析系统目前拥有2项发明专利、1项实用新型专利、4项外观外观专利、软件著作权1项： br/ 一种有效吸收烟气中逃逸氨的预处理方法和装置（发明专利） 201510953955.3br/ 一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法（发明专利） 201510953977.0br/ 在线氨逃逸测量装置（外观专利） 201530538473.2br/ 在线氨逃逸取样装置（外观专利） 201530538471.3br/ 在线氨逃逸检测系统取样探头（外观专利） 201530538466.2br/ 在线氨逃逸检测装置（外观专利） 201530538461.Xbr/ 一种在线氨逃逸检测仪（实用新型专利） 201521101576.3/p/td/tr/tbody/tablep /p

p　　火电厂实施超低排放改造后，对污染物在线监测的精确性提出了更高要求。本文通过对比几种应用于二氧化硫、氮氧化物和烟尘的典型监测技术，提出了适用于超低排放改造的a title="" target="_self" href="http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S02005-T000-1-1-1.html"strong烟气/strong/a在线监测系统优化配置方案，为火电厂超低排放改造中烟气在线监测系统的选型提供参考。/pp　　1引言/pp　　自《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(发改能源[2014]2093号)发布后，国家出台了一系列文件、措施和鼓励性政策支持火电厂实施超低排放改造，并在东部地区进行了试点。经过试点后，“十三五”期间将在全国范围内实施火电厂超低排放改造，改造后烟气排放限值执行标准为烟尘 10mg/m3、二氧化硫35 mg/m3、氮氧化物50 mg/m3。/pp　　火电厂实施超低排放改造后，烟气污染物浓度大幅降低，烟气水分含量增大，烟气特性发生了较大改变，对污染物在线监测的精确性提出了更高要求。因此，在现阶段总结超低排放试点电厂烟气在线监测系统(CEMS)的运行情况，分析对比各种烟气监测技术的性能特点，对于“十三五”火电厂超低排放改造中CEMS的选型具有积极作用。/pp　　2 火电厂烟气在线监测技术现状/pp　　2.1 非分散红外/紫外吸收法SO2和NOX监测技术/pp　　“十一五”和“十二五”期间，国内在脱硫和脱硝上应用最为广泛的是非分散红外吸收法监测技术，有少部分紫外吸收技术。这类技术是基于朗伯-比尔 (Lambert-Beer)吸收定律的光谱吸收技术，其基本分析原理是：当光通过待测气体时，气体分子会吸收特定波长的光，可通过测定光被介质吸收的辐射强度计算出气体浓度。即：/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/ba5ac4a7-c3d8-4993-9dac-f4185deda181.jpg" title="11.jpg"//pp　　式中：I—光被介质吸收后的辐射强度 /pp　　I0—光通过介质前的辐射强度 /pp　　K—待分析组分对辐射波段的吸收系数 /pp　　C—待分析组分的气体浓度 /pp　　L—气室长度(待测气体层的厚度)。/pp　　2.2 紫外荧光法SO2监测技术/pp　　紫外荧光法基于分子发光技术，在一定条件下，SO2气体分子吸收波长为190～230nm紫外线能量成为激发态分子，激发态的SO2分子不稳定，瞬间返回基态，发射出波长为330 nm的特征荧光。在浓度较低时，特征荧光的强度与SO2浓度成线性关系，即可通过检测荧光强度计算SO2浓度。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/f0f3e27d-62a0-4250-ba79-e190032bf99c.jpg" title="22.jpg"//pp　　2.3 化学发光法NOX监测技术/pp　　化学发光法是在一定条件下，NO与过量的O3发生反应，产生激发态的NO2。激发态NO2返回基态时，会产生波长为900nm的近红外荧光。在浓度较低情况下，NO与O3充分反应发出的光强度与NO浓度成线性关系，即可通过检测化学发光强度计算NO浓度。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/79153f86-4b97-4e01-a90b-e0dcc5971bfa.jpg" title="33.jpg"//pp　　2.4 烟尘监测技术/pp　　2.4.1 光透射法烟尘监测技术/pp　　光透射法技术基于朗伯-比尔定律，即光穿过含尘烟气时透过率与烟尘浓度呈指数下降关系。在实际应用中有单光程和双光程两种类型的仪器，光透射法的准确性受颗粒物粒径分布影响较大，且灵敏度不高，一般用于烟尘浓度高(大于300mg/m3)、烟道直径大且烟气湿度低的工况。/pp　　2.4.2 光散射法烟尘监测技术/pp　　光照射在烟尘上时会被烟尘吸收和散射，散射光偏离光入射的路径，散射光强度与烟尘粒径和入射光波长有关，光散射法就是采用测量散射光强度来监测烟尘浓度的。在实际应用中有前向散射、后向散射和边向散射三种类型。该技术灵敏度高，能够测量低至0.1mg/m3的烟尘浓度，最低量程可达到0-5mg/m3，适用于烟尘浓度低、烟道直径小的情况。但该技术同样容易受水汽影响，不适宜烟气湿度高的工况。/pp　　2.4.3电荷法烟尘监测技术/pp　　所有烟尘颗粒均带有电荷，颗粒物接触或摩擦时将产生电荷交换，电荷法就是用电绝缘传感探针测量探头和附近气流或直接与探头碰撞的颗粒物之间的电荷交换来测量烟尘浓度的。该技术除受烟尘粒径变化、组分变化和烟气湿度影响外，还受烟气流速影响，主要用于布袋除尘的泄漏检测和报警等定性测量，少在CEMS中应用 。/pp　　2.4.4 贝塔射线吸收法烟尘监测技术/pp　　& #946 射线具有一定穿透力，当它穿过一定厚度的吸收物质时，其强度随吸收物质厚度的增加逐渐减弱，通过测量穿过物质前后的& #946 射线强度，即可得出吸收物质的浓度。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/70107fe8-94e7-475f-826f-0bc4e290f1ef.jpg" title="44.jpg"//pp　　式中：I—通过吸收物质后的射线强度 /pp　　I0—未通过吸收物质的射线强度 /pp　　& #956 —待测吸收物质对射线的质量吸收系数 /pp　　x—待测吸收物质的质量浓度。/pp　　该技术基于抽取式测量方式，不受烟尘粒径分布、折射系数、组分变化、烟气湿度等影响，可用于烟尘浓度低、烟气湿度大的工况。但抽取式测量属于点测量，不适合烟气流速变化大、烟尘浓度分层的场所。/pp　　2.5 烟气预处理技术/pp　　基于非分散红外/紫外吸收法技术的CEMS系统多数采用直抽法取样，为防止系统堵塞和水分对测量的干扰，需要对烟气进行除尘和除水处理。预处理装置的效果直接影响CMES的整体性能，通常以处理后的烟气露点作为重要指标来判定预处理的性能。/pp　　在实际应用中，“过滤+冷凝”的预处理方式较为广泛。其中烟气过滤除尘技术较为成熟，常用的有金属滤芯、陶瓷烧结滤芯和膜式过滤器。在采样探头处初步过滤，样气进分析仪前深度过滤，至少过滤掉0.5-1微克粒径以上的颗粒物。/pp　　烟气冷凝除水技术较为常用的有压缩机冷凝和半导体冷凝，可将烟气露点干燥至5℃。新兴技术中有高分子膜式渗透除水技术，采用高分子聚合亲水材料，具有高选择性除水性能，不改变烟气中SO2和NOX污染物因子成份，可将烟气露点干燥至-5℃以下。/pp　　3 几种烟气在线监测技术的性能比较/pp　　国内火电厂烟气在线监测产品众多，本文结合各种产品的运行情况，参考了拥有该种技术典型品牌产品的说明书，对超低排放较为关注的量程、精度等重要指标参数进行对比。其中最小量程指的是最小物理量程，而非软件迁移的量程。/pp　　3.1 SO2和NOX监测技术的比较/pp　　几种主要SO2测量技术的简单参数对比表见表1。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/0a6a0a06-ef1a-4c64-9c06-8ef7296c45d7.jpg" title="55.jpg"//pp　　几种主要NOX测量技术的简单参数对比表见表2。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/9a723c58-4207-4427-9a0b-c88d4ca6bf09.jpg" title="66.jpg"//pp　　根据《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T76)，按超低排放限值计算，SO2和NOX量程应不大于 175mg/m3和250mg/m3。 从表1和表2可以看出，传统非分散红外吸收法分析仪SO2和NOX的最小量程分别为286mg/m3和308mg/m3，不能满足超低排放污染物在线监测的要求。/pp　　非分散紫外吸收/差分法分析仪的最小量程满足HI/T76标准要求，但CEMS系统的整体性能不但与分析仪本身性能有关，还受烟气预处理系统性能的影响。预处理部分的比较将在后文专题论述。/pp　　从表1和表2还可看出，紫外荧光法和化学发光法测SO2和NOX的最小量程可达到0.1mg/m3，检出下限极低。紫外荧光法和化学发光法是分子发光气体分析技术，属于ppb级的气体分析技术。该种技术以分子发光作为检测手段，具有灵敏度高、选择性好、试样量少、操作简便等优点，已在生物医学、药学以及环境科学等方面广泛应用，也是EPA(美国环境保护署)认证中明确推荐的SO2和NOX浓度监测技术。该技术采用抽取稀释法(常用稀释比为100:1)对烟气进行预处理，避免了烟气水分、烟尘对测量的影响，在超低排放烟气监测上具有较好的适应性。/pp　　3.2 烟尘监测技术的比较/pp　　几种主要烟尘测量技术的简单对比表见表3。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/f0168a55-67d8-413e-84b8-0eb3052375e4.jpg" title="77.jpg"//pp　　在火电厂超低排放改造中，烟尘浓度一般要达到10mg/m3以下。尤其以湿式除尘改造为主要技术路线的烟气中水分含量较大，给烟尘的准确监测带来挑战。在实际应用中一般是将烟气等速抽取，经升温加热使水分雾化不出现液滴，再通过光散射等低浓度测量方法进行测量 另一种是将烟气等速抽取，将加热干燥的空气与其按一定比例混合稀释，从而降低烟气中的水分含量，再通过光散射等低浓度测量方法进行测量，结合混合气体的稀释比计算出烟尘浓度。这种方式采用低浓度测量原理，优化了烟气采样和预处理，有效解决目前超低排放改造中高湿低浓度烟尘在线监测的问题，在湿式除尘后已有广泛应用。/pp　　3.3 烟气预处理技术的比较/pp　　火电厂实施超低放改造后，烟气污染物浓度大幅降低，在线监测的适应性取决于系统的检出下限，而CEMS 的检出下限受分析仪本体和烟气预处理装置两部分制约。在实际应用的烟气预处理中，直接抽取+冷干法占70%，均采用冷凝除水技术。该技术在冷凝过程中，冷凝水会吸收携带部分SO2和NOX，以致在超低浓度工况下的监测数据严重失真甚至无检测数据，不能满足HJ/T76标准的技术要求。表4为不同水分含量下不同预处理方式对SO2测量影响的实验对比表。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/2a5c2e14-a1a8-4109-8997-00c3fa7c0203.jpg" title="88.jpg"//pp　　注：标气SO2浓度500ppm，样气温度120℃，测量数值单位ppm。/pp　　从表4可看出，水分含量越高对测量结果影响越大，其中渗透膜除水技术对SO2测量的影响远小于其它除水技术，其除水效果优于其他技术。也可由此而知，在直抽法采用紫外吸收/差分法分析仪时，应同时选用除水效果更好的烟气预处理技术，否则监测数据可能严重失真甚至检测不出数据。/pp　　在稀释法取样中，预处理侧重于对稀释气体的处理，通常配备专门的压缩空气净化装置或者发生装置，经精密过滤和干燥，可将露点降至-40℃，不需要加热采样管线。在CEMS中，稀释抽取法通常与紫外荧光和化学发光技术配套使用。/pp　　4 结论与建议/pp　　(1)超低排放改造实施后，进出口烟气特性差异较大，烟气监测对CEMS的系统配置提出了更高、更具体的要求，建议在可研或技术规范书里明确各测点不同污染物对烟气取样方式、预处理、分析仪的测量原理、量程、检出下限等主要参数和选型的具体要求。/pp　　(2)在超低排放改造中，脱硫脱硝入口CEMS仍可采用常规的预处理装置和非分散红外技术测量SO2和NOX浓度，除尘器前可采用光透射法测量烟尘浓度。/pp　　(3)在脱硫脱硝出口特别是湿式除尘后，SO2和NOX的测量优先采用紫外荧光法和化学发光法技术 若采用直抽法非分散紫外吸收/差分法分析仪时，应同时配备除水性能更优越的膜渗透烟气预处理技术。/pp　　(4)在脱硫出口特别是湿式除尘后，优先采用抽取高温光散射法测量烟尘浓度。/p