新澤CEMS煙氣在線監測系統的幾種采樣方式介紹

▼目前煙氣排放連續監測系統（CEMS）的方法可分為兩大類：直接測量法和直接抽取法，其中抽取法又分為直接抽取法（熱管法）和稀釋采樣法。

◎直接采樣測量法原理：

多采用差分吸收：將一束光直接照射在煙道氣體中，利用分子的吸收光譜測量若干波長上的吸收，根據這些波長上分子吸收系數的差來確定吸收分子的含量，由于采用多個波長來確定一種分子濃度，所有具有較強的搞干擾性。一般差分吸收法都同時反演數種污染物濃度。直接測量法的主要缺點是必須將整個裝置安裝在煙囪（或煙道）上，儀器作環境非常惡劣，對儀器的抗惡劣環境性能提了了很高的要求，同時差分吸收無法實現在線校準。直接沒量法的產品在國際上僅占不足1％的份額。

▼煙氣采樣技術中要解決的問題是煙氣中水汽凝結會導致容水性污染損失，造成測量不準確，并且易形成腐蝕物質對儀器煙氣采樣管道造成嚴重的損害。

熱管法的思路是將抽氣管道加熱到煙氣溫度以上以解決采樣傳輸管道上的水氣凝結問題。

◎直接抽取法（熱管法）又分干法和濕法兩種測量方法。

＊干法是在煙氣到達儀器前經過一個急冷脫水過程，將煙氣中的水除去，同時將煙氣溫度降至室溫，以便儀器進行測量，由于存在脫水過程，熱管法中的干法測量對于煙氣中濃度較低且易溶于水的物質，比如氫﹑氨﹑硫化氫等成分無法測量，因此熱管法的干法不能應用于垃圾焚燒發電廠的煙氣連續監測中。

＊熱管法的濕法測量無需脫水，直接將高溫高濕的煙氣送入儀器中進行分析，但對分析儀的要求很高，因此其整個系統的價格昂貴，多應用于多成份，低濃度，易溶于水的氣態污染物測量，熱管法一般用采用紫外或紅外非色散吸收法，特點是可分析多種污染物成份。

◎直接抽取法的采樣方式

一般來說，只要氣體分析儀本身的量程可以覆蓋所測氣體的測量范圍，就可以用直接抽取法。在樣氣送入分析儀之前必須經過過濾﹑除塵﹑除水和冷卻等調節處理，氣體取樣分析由直接抽取取樣探頭﹑伴熱傳輸管線﹑樣氣預處理﹑反吹掃﹑樣氣分析儀﹑儀表校準﹑程序控制等部分組成。在探頭末端經過濾去除煙塵，用布耐腐蝕抽氣泵抽取無塵的樣氣，樣氣經過伴熱管探頭和加熱管線被送到煙氣預處理裝置，用冷凝器或滲透（毛細）管干燥器去除煙氣中的水分，輸送至氣體分析儀。樣氣抽取處理系統的設計﹑配置和耐腐蝕性能是直接抽取法煙氣分析系統的關健所在，如果選擇材料不合理，就會加大系統維護量，還會防礙分析儀的精度并導致監測儀和分析儀系統的穩定性差。直接抽取法用的分析儀儀是一臺可以測量多種污染物的非色散紅外分析儀，直接抽取法選用分析儀時要根椐量程﹑測量組分﹑可靠性﹑價格和技術支持等因數來選用。

◎    稀釋采樣法的主要特點

稀釋采樣法中采用臨界孔采樣技術能夠精確地保證稀釋比。所謂臨界孔即指：當臨界也兩端的壓力比達到0.53以上時，流體流過臨界孔的流速被限制在聲速，因此流體流過臨界孔的流量是恒定值，很容易保證稀釋氣的壓力恒定，即稀釋氣的流速亦是一個恒定值，所以樣氣的稀釋比是一個恒定值，稀釋采樣法的最大好處是：大比例的精確稀釋樣氣，使得樣氣長距離的傳輸變的簡單方便，并且不改變樣氣的任何成份，煙和氣測量準確。

◎    稀釋采樣法的采樣器有內置式和外置式兩種

＊     外置式稀釋采樣器的煙氣稀釋腔易于保持溫度，因此氣態污染物濃度的測量不受溫度變化的影干擾，另外易于維護。

＊     內置式稀釋采樣器的稀釋腔在煙囪（或煙道）內，由于煙囪（或煙道）內的溫度不斷變化著，因此氣態污染物的濃度測量受到溫度變化的干擾而使準確度有所影響。

◎    稀釋采樣法的原理

＊稀釋采樣法中采用紫外熒光法測量SO2濃度:煙氣在190nm－230 nm的紫外光照射下，其中的SO2分子受激發生成激發態的SO2分子返回基態時發出的熒光，而熒光光強與煙氣中的SO2的濃度成正比，所以通過測量熒光光強就可以得到SO2的濃度值。

紫外熒光法靈敏度高，可探測到到ppb級的低濃度二氧化硫，而且動態范圍和線工好。

＊     用化學發光法測量NO×濃度：煙氣中的NO與臭氧發生反應生成激發態的NO2激發態NO2分子返回基態時放出光子，當臭氧過量時，發光強度與煙氣中的NO的濃度正比，測量發光強可得到NO濃度值，同時利用鉬催化技術將煙氣中的NO2全部轉化為NO與臭氣發生反應，測量發光光強即可得到氮氧化物(NO×)總濃度值。化學發光測量NO×特點是：靈敏度高，可達ppb級；選擇性好，對于多種污染物質共存的大氣，通過化學發光反應和發光波長選擇，可分離有效的進行測定。

◎    稀釋法的優點

ａ）臨界孔大比例稀釋技術（1：00），稀釋比穩定，精度高，傳輸管道中的煙氣不發生水汽凝結，防止煙氣中水氣凝結造成的溶解性污染物損失;

ｂ)樣氣正壓傳送，管道微小泄漏不會產生二次煙氣稀釋造成測量誤差問題

ｃ）杜絕了由于酸性凝結水腐蝕管道引起的故障，大大提高了系統的運行可靠性，降低了運行和維護成本。

ｄ）煙氣抽取量小，大大延長了過濾器使用壽命，稀釋采樣器不易堵塞，維護工作量小；

ｅ）滿足(固定污染源排放煙氣連續監測系統的技術要求及檢測方法)HJ/76(火電廠煙氣排放連續監測技術規范)HJ/75要求CEMS系統需具備全程標定功能，標氣用量少，運行成本低；

ｆ）在國際市場上，對于精度和穩定性要求高場合而言，稀釋法是很好的選擇。

稀釋法占市場的80％.

▲     直接測量法適用于短時間監測。

▲     稀釋法適用于高濃度煙氣監測。

▲     直接抽取（伴熱抽取法）適用于連續環保監測，煙氣脫硫效率監控。