采样式湿干两步法烟气排放连续监测技术

　　1 引言

　　烟气排放连续监测系统(CEMS)主要用于固定气体污染源排放的连续监测。其监测对象包括热电厂、工业锅炉、窑炉、垃圾焚烧等固定气体污染源。主要监测指标包括常规有害气体(如SO2、NOx、CO等)，以及一些特殊有害气体(如NH3、HCl等)的浓度和排放量等。

　　目前较广泛采用的CEMS技术有采样式冷凝法连续监测技术和原位式连续监测技术。采样式冷凝法连续监测技术实现起来相对简单和方便，目前应用最广泛，但是因为需要对烟气进行冷凝和除水后再对烟气成分进行分析，存在测量精度低、系统复杂、可靠性低等不足。随着国家对CEMS行业标准和规范执行的日益严格，该类系统的弊端日益显现。原位式连续监测技术因为结构紧凑，技术有一定的先进性，获得了一部分用户的青睐。但该类系统也存在一些不足之处，例如标定和调零非常复杂、维护工作量大、测量精度较低等。

　　本文首先介绍上述两种目前较广泛应用的CEMS技术，其测量原理并分析它们存在的不足，提出一种可以有效解决现有技术缺陷的采样式两步法烟气排放连续监测技术。

　　2 目前较广泛应用的CEMS技术

　　2.1 采样式冷凝法连续监测技术

　　图1为采样式冷凝法连续监测系统的示意图，包括采样探头、伴热管线、冷凝除水装置和分析仪表等。采样探头一般安装在被测烟道或烟囱上，被测烟气经过探头采样、过滤后，经全程伴热管线通到地面上的冷凝除水装置冷凝除水(温度通常低达4℃)，最后通入分析仪表(一般基于非分光红外测量原理)测得烟气中SO2、NOx等组分的浓度。

　　鉴于通入分析仪表测量时烟气中的水分已经基本除净，该测量方法被称为干法。

　　该类分析系统具有技术简单、可基于常规非分光红外分析仪表实现等优点，目前在中国获得了最为广泛的应用。但是，该类系统存在着较明显的不足：

　　(1)测量精度低

　　目前国内CEMS系统大量采用国外进口分析仪表，通常这些仪表在正确使用时测量精度都较高，可以满足CEMS系统的精度要求。但是，CEMS系统是由采样预处理装置和分析仪表相互配合完成监测任务的，如果由采样预处理装置获得并送入分析仪表的样气不能真实反映烟气成分，则CEMS系统的测量精度就可能不满足测量精度要求。

　　烟气在冷凝时会产生冷凝水(一般热电厂的水气含量为6%~10%，而垃圾焚烧可能高达50%~90%)。烟气中被测SO2会溶于这些冷凝水生成亚硫酸，从而导致SO2浓度的测量值比实际值偏低，下面是SO2溶于水的化学过程：