煙氣排放連續自動監測系統（CEMS）技術綜述與優化設計

CEMS作為環保排放監測的關鍵設備，由顆粒物監測、氣態污染物監測、煙氣參數測量及數據采集與傳輸等子系統組成，能夠連續、自動地監測煙氣中的污染物濃度及各項參數。隨著環保標準的日益嚴格，CEMS的監測精度與穩定性成為保障排放達標的關鍵。本文將對CEMS的核心監測技術進行深入探討，并提出優化設計方案。

1. CEMS煙氣參數測量技術

1.1 煙氣流速

• 技術類型：皮托管式、熱導式、超聲波法。

• 皮托管式：通過測量總壓與靜壓計算差壓，依據伯努利方程得出流速。優點在于結構簡單、安裝維護方便，但易堵塞。

• 優化建議：定期清理皮托管，防止堵塞，同時考慮加裝防堵裝置。

1.2 煙氣含氧量

• 技術類型：氧化鋯法、氧電池電化學法。

• 氧化鋯法：利用二氧化鋯的電解催化作用測量含氧量，但探頭壽命有限。

• 氧電池電化學法：采用電化學傳感器原理，測量準確且維護方便。

• 優化建議：選用長壽命、高精度的氧電池電化學傳感器。

1.3 煙氣溫度

• 主要技術：鉑電阻PT100溫度傳感器。

• 優化建議：確保傳感器安裝位置合理，避免高溫或腐蝕環境對傳感器的影響。

1.4 煙氣濕度

• 技術類型：冷凝法、干濕球法、稱重法、露點法、電子式傳感器法。

• 優化建議：采用阻容式濕度儀，克服高溫、粉塵及酸性腐蝕問題，確保長期穩定運行。

2. CEMS顆粒物（煙塵）測量技術

• 技術類型：對穿式測量法、微電荷測量法、光散射法、抽取式測量法。

• 光散射法：當前主流技術，單側安裝便于維護，測量精度高。

• 優化建議：針對超低排放需求，選用高精度光散射法儀器，并考慮加熱除濕裝置以排除濕度干擾。

3. CEMS氣態污染物監測方法

3.1 SO2監測

• 技術類型：紫外熒光法、非分散紅外吸收法。

• 優化建議：采用紫外熒光法，因其靈敏度高，適用于低濃度SO2監測。

3.2 NOX監測

• 技術類型：化學發光法、非分散紅外吸收法。

• 優化建議：采用化學發光法，因其線性范圍寬，低濃度下測量有效。

4. CEMS設計方案優化

4.1 原系統分析

原系統采用直接抽取法，存在水汽凝結導致成分損失的問題。

4.2 選型優化

• SO2分析：采用紫外熒光法，提高靈敏度。

• NOX分析：采用化學發光法，確保低濃度測量準確性。

• 煙塵測量：繼續采用光散射法，增加加熱除濕裝置以排除濕度干擾。

4.3 取樣系統優化

增加除濕裝置與磷酸滴定裝置，保護除濕過濾器；同時加裝壓縮空氣稀釋氣體，防止水汽凝結。

4. 投運效果

新CEMS系統投運后，運行穩定，低濃度測量準確，消除了數據晃動現象。第三方檢測結果滿足超低排放要求。

結束語

CEMS的合理設計與優化選型對于確保污染物排放監測的準確性至關重要。通過不斷的技術更新與優化實踐，CEMS將在環保監管中發揮更加重要的作用，推動環保事業的持續進步。