熱濕法(fa)CEMS具有系統(tong)結(jie)構簡單(dan)，測量過程未對樣品進(jin)行(xing)除水操作(zuo)，待(dai)測組(zu)分(fen)損失(shi)率低的(de)特點，尤(you)其是在一些高濕的(de)超低排(pai)放場(chang)合應(ying)(ying)用較(jiao)多，以下結(jie)合熱濕法(fa)DOAs煙氣在線監測系統(tong)原理(li)特點及應(ying)(ying)用中(zhong)常見問題進(jin)行(xing)分(fen)析，希(xi)望能為運維人員(yuan)(yuan)、設備(bei)廠家及管理(li)人員(yuan)(yuan)提供一些參(can)考。

熱濕法CEMS原理

       煙氣經過高(gao)溫(wen)加熱采(cai)樣器(qi)采(cai)集，并對顆粒(li)物(wu)進(jin)行過濾，由高(gao)溫(wen)伴(ban)熱管線(xian)輸送至分析(xi)柜，經處于高(gao)溫(wen)區(qu)內的NOx轉換器、二級過濾器后進入測量室進行測量，采樣動力多為處于高溫區域內的射流泵。分析儀主要采用DOAs、高溫FTIR原理，其中常見的DOAs分析儀采用樣氣測量氣室處于高溫區域，經光纖將氣室內的光譜信號輸送至常溫區域進行處理分析的方(fang)式。熱(re)濕法(fa)CEMS特點是整個系統的樣品采集、過濾、輸送、測量和抽取器件均處于高溫狀態，系統未對煙氣進行預處理（顆粒物過濾除外），降低了除水過程中液態水對待測組分的吸附損失，測量濃度為工作狀況下的濕煙氣濃度，測量后的污染物濃度需要折算為標準狀況下干煙氣中污染物的濃度。

紫外差(cha)分吸收光譜法（DOAs）分析儀測量原理

      光(guang)(guang)源發(fa)出(chu)的(de)紫外光(guang)(guang)通(tong)過光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)輸到測量(liang)室(shi)，測量(liang)室(shi)樣氣(qi)在特(te)定波段吸(xi)收(shou)紫外光(guang)(guang)譜(pu)(pu)能量(liang)，被吸(xi)收(shou)后的(de)光(guang)(guang)束(shu)通(tong)過光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)輸到光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀，在光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀內(nei)部經過光(guang)(guang)柵分光(guang)(guang)，由二極管(guan)陣列檢測器將(jiang)分光(guang)(guang)后的(de)光(guang)(guang)信(xin)(xin)號轉換為(wei)電信(xin)(xin)號，獲得(de)氣(qi)體的(de)連續(xu)吸(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)信(xin)(xin)息，最(zui)后根據特(te)定算法計(ji)算待測氣(qi)體濃(nong)度。其(qi)結構示(shi)意圖如下：

       基本原理就是利用(yong)待測氣體中(zhong)氣(qi)體分子的窄帶(dai)吸收特性來(lai)鑒別(bie)氣(qi)體成分,并根據窄帶吸收強度來推演出待測(ce)氣體(ti)的濃度，根據郎伯(bo)一比(bi)耳定(ding)理對特定(ding)吸收波長帶(dai)寬內(nei)監測(ce)光(guang)的(de)吸收光(guang)譜(pu)的(de)變化來監測(ce)待測(ce)氣體的(de)濃度。考(kao)慮到瑞利(Rayleigh) 散射、米氏(Mie) 散射以及煙氣中其它物質的消光因素, 由Rayleigh散射和Mie散射等引起的光譜變化隨波長緩慢變化，而由分子吸收特性引起的光譜的變化隨波長快速變化。為此將散射引起的光譜變化稱為“寬帶”光譜（慢變），將分子吸收引起的光譜變化稱為“窄帶”光譜（快變）。算法計算過程中使用高通濾波器將隨波長快速變化的“窄帶”光譜分離出來，被分離出來的分子吸收光譜用參考光譜進行擬合，計算出待測氣體的濃度。

       紫外(wai)差分(fen)吸(xi)收光(guang)譜法(fa)核心技術在(zai)于(yu)算法(fa)，即(ji)如何(he)從測量(liang)光(guang)譜中(zhong)分(fen)離出(chu)窄(zhai)帶(dai)吸(xi)收光(guang)譜，屏蔽到(dao)寬帶(dai)光(guang)譜的干擾(rao)，計算中(zhong)使用(yong)的高通(tong)濾波器是出(chu)廠前設置在(zai)軟(ruan)件內的算法(fa)程序，由于(yu)米氏(shi)散(san)射主要由氣(qi)溶(rong)膠、小水(shui)滴(di)(di)等(deng)引起，在(zai)煙(yan)氣(qi)中水(shui)滴(di)(di)和水(shui)溶(rong)性離子(zi)形成的(de)氣(qi)溶(rong)膠隨(sui)著(zhu)生產(chan)及治理設施運行(xing)狀況的(de)不(bu)同而有所不(bu)同，米氏散射(she)引起的(de)光譜變化也會有(you)所不同(tong)，采(cai)用常規算法(fa)不一(yi)定完全滿(man)足光譜分離的要求，在測量數據(ju)上(shang)易形成誤差。

熱濕法DOAs CEMS應用常見問題及分析

1.系統采樣過(guo)程的加(jia)熱盲點，造成(cheng)待測(ce)組分(fen)的損失。完全抽取(qu)式熱(re)濕法CEMS在高濕低濃度場合使用時由于安裝時采樣器和伴熱管線、伴熱管線和NOx轉換器或加熱盒接口處未進行伴熱保溫，伴熱管線多采用分段加熱方式，長時間運行存在老化的現(xian)象，形成部分(fen)位(wei)置(zhi)不加熱(re)的情況，高濕場(chang)合管線內或(huo)接口處形成液態(tai)水(shui)，對SO2的吸附較為明顯，致使測量SO2濃度較實際濃度偏低。

2.部分場合應用采(cai)樣(yang)管路經(jing)常(chang)性堵塞(sai)。在濕法脫(tuo)(tuo)硫及氨法脫(tuo)(tuo)硝的場合，由于(yu)煙氣(qi)中水分較高(gao)，同時(shi)水中溶(rong)解有脫(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)硝產物(wu)，抽取的樣氣(qi)加熱(re)后水溶(rong)性鹽(yan)類在高(gao)溫管路內形成結晶(jing)，長時間運行堵塞管(guan)路。

3.測量標氣(qi)正常，測量煙氣(qi)數(shu)據與比(bi)對測試數(shu)據誤差較大。DOAs分析儀的測(ce)(ce)(ce)量核心是(shi)軟件(jian)(jian)算法(fa)，其軟件(jian)(jian)算法(fa)中多為實驗室數據(ju)和部分行業(ye)特定(ding)工藝工況(kuang)下(xia)的測(ce)(ce)(ce)試(shi)數據(ju)計算后的算法(fa)，由(you)于標(biao)氣成(cheng)分單一，干擾(rao)因素(su)少，且(qie)軟件(jian)(jian)內算法(fa)多根據(ju)標(biao)氣進行擬(ni)合(he)(he)，所以(yi)測(ce)(ce)(ce)量標(biao)氣普遍沒問題。由(you)于不(bu)同行業(ye)不(bu)同工藝工況(kuang)下(xia)，煙氣中水、氣溶膠和背景氣濃度不(bu)定(ding)，出(chu)廠前分析儀內擬(ni)定(ding)的光(guang)譜(pu)(pu)吸(xi)收圖(tu)譜(pu)(pu)和算法(fa)與實際工況(kuang)下(xia)測(ce)(ce)(ce)量出(chu)來的圖(tu)譜(pu)(pu)不(bu)能完全(quan)擬(ni)合(he)(he)，造成(cheng)測(ce)(ce)(ce)量數據(ju)的偏低或者偏高。

4.設備(bei)正常測量時，突然(ran)出(chu)現(xian)污染物濃(nong)度跳變(bian)，且(qie)跳變(bian)數(shu)據(ju)較(jiao)大不符合工藝(yi)排放實(shi)際情況。主要表現在正(zheng)常測量(liang)數(shu)據SO2在50mg/m3以下，突然數據跳躍至幾千，甚至上萬。分析主要為分析儀軟件算法存在缺陷，煙氣中氣溶膠濃度較高或者煙氣成分、密度劇烈變化時，造成分析氣室內米氏散射和瑞利散射光譜增強，軟件算法無法處理較大的寬帶光譜，形成超大數據，分析儀無相關報警。環境管理部門現場核實，無法說明情況的問題，對排污單位和運維單位形成責任隱患。

5.監測(ce)數據為工況濃度，需要進行標況、干濕基(ji)換算，監測(ce)數據準(zhun)確(que)性(xing)依賴(lai)溫度、壓(ya)力和濕度的(de)測(ce)量(liang)。熱濕法DOAs分析儀測量數據為加熱狀態下濕煙氣中污染物的濃度，測量時應對測量(liang)(liang)氣(qi)室(shi)的(de)溫(wen)度(du)和氣(qi)室(shi)內的(de)壓力進行測量(liang)(liang)，同時對煙(yan)氣(qi)的(de)濕度(du)進行測量(liang)(liang)，在DAS軟件內進行補償換算，換算后的數據方可使用。濕度測量采用原位式測量的，抽取至分析儀氣室煙氣的濕度和原位式測量濕度可能存在較大誤差，采用抽取式濕度進行測量的，抽取過程中濕度可能存在損失，干濕基換算后污染物濃度可能存在較大偏差(cha)。

6.光譜能量衰減頻繁，維護及更換氣室頻率增加，運行穩定性降低，運行成本升高。在超低排放后(hou)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)態(tai)污(wu)染濃度較低，為(wei)保證測(ce)量(liang)(liang)精度，分析儀量(liang)(liang)程(cheng)變小，測(ce)量(liang)(liang)光程(cheng)和氣(qi)(qi)(qi)(qi)室長度加長，光譜能量(liang)(liang)衰(shuai)減變大(da)，同時氣(qi)(qi)(qi)(qi)室內體積增大(da)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)流流速變低，煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溶膠及水對光譜的影(ying)響加大(da)，測(ce)量(liang)(liang)數據的穩定性(xing)和準確性(xing)更(geng)易(yi)受煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)其他因素(su)的影(ying)響。運行中經常發生監(jian)測數據穩定性差或響應時間變(bian)長，需要更換氣室的情況，增加了運行成本(ben)。

7.部分(fen)行業超低(di)排(pai)放后煙氣中含有高濃度的HC化合物，分析儀測量氣室經常性污染，監測數據受干擾影響較大。部(bu)分行業受工藝影響，排放煙氣中含有(you)HC化合物，高溫加熱后部分有機物得到分解，部分揮發性有機物加熱后揮發，在氣室內體積膨脹后，壓力變化明顯，揮發性有機物轉化為液態，附著在內壁和鏡片上污染氣室。同時部分揮發性有機物，在測量波長內存在光譜吸收，軟件算法無法得到有效補償修正，造成測量數據偏高或者偏低。

熱(re)濕法DOAs CEMS應用建議

1.對于(yu)高濃(nong)度的原煙氣(qi)中污(wu)染物濃(nong)度的測(ce)量，經過簡單顆粒物過濾(lv)的熱濕(shi)法(fa)DOAs CEMS具有可靠的穩定性及準確性，同時由于煙氣中窄帶吸收光譜與干擾寬帶吸收光譜易于分離，測量數據有所保證。

2.超低排放改(gai)造后(hou)的煙氣(qi)中污染物(wu)濃度較低，但煙氣(qi)中其它干擾(rao)物(wu)種類和數量增(zeng)多，主要表(biao)現在(zai)煙氣(qi)中的水分、氨(an)逃逸、水溶性鹽類以及HC化合物對熱濕法DOAs CEMS系統的影響，現場應用時需要對工藝工況進行深入的了解調查，綜合評定工況中各種因素的影響，對特殊行業及工況的，應根據現場實際工藝工況的影響調整分析儀內部軟件算法，以滿足熱濕法DOAs CEMS對超低排放后污染物濃度的穩定可靠監測。

3.現場應(ying)用中設備廠家和(he)供應(ying)商(shang)對(dui)熱濕法設備的配置(zhi)和(he)選型負責，排污單位如(ru)實向廠家和(he)供應(ying)商(shang)提供現場相關(guan)參(can)數(shu)和(he)數(shu)據(ju)，并(bing)對(dui)提供參(can)數(shu)和(he)數(shu)據(ju)負責；管理部門制定不同行業不同工藝下(xia)CEMS的適用性要求，為相關排污單位設備選型提供技術支持。避免排污單位選擇CEMS時形成不必要的重復性投入，降低企業負擔。
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