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熱濕法和冷干法CEMS技術(shù)比較

熱濕法和冷干法CEMS技術(shù)比較
四方儀器  2024-12-18  |  閱讀:82

隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)和排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,對工業(yè)排放煙氣的連續(xù)監(jiān)測變得越來越重要。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)作為評估排放水平的關(guān)鍵技術(shù),其精確性和可靠性直接影響到政府環(huán)保決策和企業(yè)運(yùn)營。在眾多CEMS技術(shù)中,熱濕法和冷干法是兩種主流的煙氣采樣和分析方法。本文將對這兩種技術(shù)進(jìn)行比較分析。

熱濕法CEMS

熱濕法CEMS是一種在煙氣分析過程中保持煙氣樣本原始溫度和濕度狀態(tài)的技術(shù),從而直接測量含水蒸氣的煙氣中的污染物濃度。與冷干法通過冷卻和干燥煙氣樣本以去除水分不同,熱濕法允許煙氣保持其采集時(shí)的熱濕狀態(tài),這種方法能夠提供更為真實(shí)的排放數(shù)據(jù),特別適用于對濕度敏感的測量和排放標(biāo)準(zhǔn)。其核心在于使用能在高溫高濕環(huán)境下穩(wěn)定工作的特定煙氣分析儀器,直接分析未經(jīng)干燥的樣本,避免了冷卻和干燥導(dǎo)致的樣本變化,如溶解性氣體的丟失或化學(xué)組成的變化。其工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟:

1)高溫采樣:熱濕法CEMS系統(tǒng)采用耐高溫的采樣探頭,并配備加熱過濾器以去除顆粒物。高溫采樣系統(tǒng)利用射流泵技術(shù)抽取煙氣,通過高壓氣體產(chǎn)生的負(fù)壓將煙氣吸入系統(tǒng)。

2)高溫傳輸:采集到的煙氣樣本通過加熱的采樣管進(jìn)行傳輸,以防止水蒸氣產(chǎn)生。

3)高溫測量:煙氣樣本在保持其原始溫度和濕度的狀態(tài)下,直接送入分析儀器進(jìn)行污染物測定。測量數(shù)據(jù)為熱式數(shù)據(jù),無需進(jìn)行干濕度修正。

冷干法CEMS

   冷干法CEMS主要應(yīng)用于工業(yè)排放大氣污染物監(jiān)測。其核心在于通過冷凝除濕和過濾除塵技術(shù),確保樣氣在進(jìn)入分析儀前達(dá)到干燥狀態(tài)。其工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟:

1)樣氣抽?。和ㄟ^采樣探頭從排放源處抽取燃燒廢氣樣品。采樣探頭通常具備除塵、加熱和恒溫控制等功能,以確保在抽取過程中煙氣中的顆粒物被去除,并防止冷凝水的形成。

2)伴熱傳輸:抽取的樣氣通過伴熱傳輸管線輸送至分析小屋。伴熱管線通常采用電伴熱,以保持樣氣在傳輸過程中的溫度高于露點(diǎn)溫度,避免冷凝水的產(chǎn)生。

(3)預(yù)處理系統(tǒng):樣氣進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。預(yù)處理系統(tǒng)的主要任務(wù)是去除樣氣中的水分、顆粒物和其他腐蝕性氣體。預(yù)處理通常包括兩級冷凝脫水和細(xì)過濾器。

分析儀器:經(jīng)過預(yù)處理后的樣氣進(jìn)入分析儀器進(jìn)行成分分析。常用的分析方法包括非分散紅外吸收法(NDIR)、紫外差分吸收法(DOAS)等。


指標(biāo)

熱濕法CEMS

冷干法CEMS

預(yù)處理

熱管抽取+全程高溫伴熱

熱管抽取+冷凝

可靠性/可維護(hù)性

徹底省去了各種復(fù)雜的冷凝預(yù)處理設(shè)備和排水裝置,煙氣經(jīng)過簡單流路即可完成分析,極大的降低了預(yù)處理故障幾率維護(hù)量很小,操作容易

需要多級冷凝器、蠕動(dòng)泵、排水閥、儲(chǔ)水罐,汽水分離器濕度報(bào)警等一系列冷凝預(yù)處理部件,復(fù)雜,故障幾率高,維護(hù)量大,操作不易掌握

SO2損失

;高溫測量,避免冷凝水吸收SO2,因此SO2測量精度高

;常溫測量,無法避免預(yù)處理過程中冷凝水對S02的吸收

抗堵塞

無結(jié)晶物析出,系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶堵塞問題

冷凝帶來結(jié)晶物析出,易造成系統(tǒng)堵塞

抗腐蝕

無冷凝水析出,無酸液生成,不易造成系統(tǒng)腐蝕

持續(xù)大量生成腐蝕性酸液,系統(tǒng)易腐蝕,管路老化快

分析儀表

必須能適應(yīng)高溫測量,一般在100-200℃

常溫儀表

對預(yù)處理系統(tǒng)要求

;無需除水即可測量,抗粉塵干擾

;要求徹底除塵、降溫、除水、

取樣泵

采用射流泵,無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,可靠性高

使用機(jī)械式運(yùn)動(dòng)泵(隔膜泵),故障率高,易腐蝕

測量數(shù)據(jù)

濕基數(shù)據(jù)

干基數(shù)據(jù)

適應(yīng)工況

絕大多數(shù)應(yīng)用場合

冷凝水對樣品氣濃度影響不大的工況


結(jié)論

綜合比較熱濕法和冷干法CEMS,熱濕法因其在準(zhǔn)確性、簡化流程和適用范圍方面的優(yōu)勢而脫穎而出。它能夠提供更為真實(shí)的排放數(shù)據(jù),尤其適合對濕度敏感的測量和排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然熱濕法在設(shè)備要求和成本方面面臨挑戰(zhàn),但隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低,這些限制正在逐漸被克服。

熱濕法CEMS代表了煙氣監(jiān)測技術(shù)的未來方向,它不僅能夠提供更高質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù),還能適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場景。因此,對于尋求高精度和高可靠性監(jiān)測解決方案的企業(yè)來說,熱濕法CEMS無疑是更優(yōu)的選擇。

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