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延安工业锅炉超低排放烟气在线监测技术研究
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西安博纯科技有限公司

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摘要:超低排放是指锅炉尾部经环保治理后,在6%含氧量情况下,相关气态污染物排放浓度实现:NOx50mg/m3S0235mg/m3、烟尘≤10mg/m3。许多燃煤锅炉经环保升级改造后,尾部烟气中相关气态污染物已满足超低排放要求,但原有CEMS系统仍继续保留使用。为适应日趋严格的环保要求,近年来众多燃煤锅炉积极开展环保升级改造,实现锅炉尾部烟气中烟尘、SO2NOx等气态污染物“超低排放”。文章通过对比几种应用于二氧化**、氮氧化物和烟尘的典型监测技术,提出了适用于超低排放改造的烟气在线监测系统优化配置方案。

关键词:超低排放监测;烟气监测

一、火电厂烟气在线监测技术现状

1.非分散红外/紫外吸收法SO2NOX监测技术

“十一五”和“十二五”期间,国内在脱**和脱硝上应用**为广泛的是非分散红外吸收法监测技术,有少部分紫外吸收技术。这类技术是基于朗伯-比尔(Lambert-Beer)吸收定律的光谱吸收技术,其基本分析原理是:当光通过待测气体时,气体分子会吸收特定波长的光,可通过测定光被介质吸收的辐射强度计算出气体浓度。

2.紫外荧光法SO2监测技术

紫外荧光法基于分子发光技术,在一定条件下,SO2气体分子吸收波长为190230nm,紫外线能量成为激发态分子,激发态的SO2分子不稳定,瞬间返回基态,发射出波长为330nm的特征荧光。在浓度较低时,特征荧光的强度与SO2浓度成线性关系,即可通过检测荧光强度计算SO2浓度。

3.化学发光法NOX监测技术

化学发光法是在一定条件下,NO与过量的O3发生反应,产生激发态的NO2。激发态NO2返回基态时,会产生波长为900nm的近红外荧光。在浓度较低情况下,NOO3充分反映发出的光强度与NO浓度成线性关系,即可通过检测化学发光强度计算NO浓度。

二、烟尘监测技术

1.光透射法烟尘监测技术。光透射法技术基于朗伯-比尔定律,即光穿过含尘烟气时透过率与烟尘浓度呈指数下降关系。在实际应用中有单光程和双光程两种类型的仪器,光透射法的准确性受颗粒物粒径分布影响较大,且灵敏度不高,一般用于烟尘浓度高(大于300mg/m3)、烟道直径大且烟气湿度低的工况。

.光散射法烟尘监测技术。光照射在烟尘上时会被烟尘吸收和散射,散射光偏离光入射的路径,散射光强度与烟尘粒径和入射光波长有关,光散射法就是采用测量散射光强度来监测烟尘浓度的。在实际应用中有前向散射、后向散射和边向散射三种类型。该技术灵敏度高,能够测量低至0.1mg/m3的烟尘浓度,**低量程可达到0-5mg/m3,适用于烟尘浓度低、烟道直径小的情况。但该技术同样容易受水汽影响,不适宜烟气湿度高的工况。

3.电荷法烟尘监测技术。所有烟尘颗粒均带有电荷,颗粒物接触或摩擦时将产生电荷交换,电荷法就是用电绝缘传感探针测量探头和附近气流或直接与探头碰撞的颗粒物之间的电荷交换来测量烟尘浓度的。该技术除受烟尘粒径变化、组分变化和烟气湿度影响外,还受烟气流速影响,主要用于布袋除尘的泄漏检测和报警等定性测量,少在CEMS中应用。

4.β射线吸收法烟尘监测技术。β射线具有一定穿透力,当它穿过一定厚度的吸收物质时,其强度随吸收物质厚度的增加逐渐减弱,通过测量穿过物质前后的β射线强度,即可得出吸收物质的浓度。该技术基于抽取式测量方式,不受烟尘粒径分布、折射系数、组分变化、烟气湿度等影响,可用于烟尘浓度低、烟气湿度大的工况。但抽取式测量属于点测量,不适合烟气流速变化大、烟尘浓度分层的场所。

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