超低排放背景下氨—肥法煙氣脫硫工程中CEMS設(shè)備選型

超低排放一般是指達(dá)到現(xiàn)行《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中規(guī)定的燃?xì)廨啓C(jī)組要執(zhí)行“大氣污染物特別排放限值”，將達(dá)到或者低于燃機(jī)排放限值的情況稱(chēng)為燃煤機(jī)組的“超低排放”。隨著大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)環(huán)保設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，同樣，連續(xù)監(jiān)測(cè)煙氣排放的CEMS系統(tǒng)設(shè)備的準(zhǔn)確性、可靠性提出了更高的要求，常規(guī)CEMS設(shè)備已經(jīng)不能滿足低量程測(cè)量要求，合理選擇CEMS設(shè)備，保證煙氣達(dá)標(biāo)排放顯得尤為重要。本文就超低排放氨-肥法脫硫工程中的CEMS選型進(jìn)行分析。

2"大氣污染物排放指標(biāo)

2.1"《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中對(duì)大氣污染物排放濃度限值規(guī)定見(jiàn)表1：

表1：

2.2"國(guó)家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家能源局等三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)lt;煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）gt;的通知》（發(fā)改能源[2014]2093號(hào)）中對(duì)大氣污染物排放濃度限值規(guī)定見(jiàn)表2：

表2：

3"氨-肥法煙氣脫硫裝置排放煙氣的工況指標(biāo)和特點(diǎn)

3.1"排放指標(biāo)

為了達(dá)標(biāo)排放，氨-肥法煙氣脫硫裝置也在針對(duì)超低排放進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)，正常運(yùn)行工況下脫硫出口的超低排放指標(biāo)見(jiàn)表3：

表3：

3.2"氨-肥法煙氣脫硫出口的排放煙氣特點(diǎn)

排放煙氣中含有SO2、NOx、氨、逃逸粉塵、水蒸汽等多種物質(zhì)成份，且煙氣溫度≤50℃，在此溫度下，水蒸汽為飽和狀態(tài)，煙氣中會(huì)有大量霧滴出現(xiàn)。在這種工況下，由于SO2含量很低，且SO2易溶于水，傳統(tǒng)CEMS的系統(tǒng)，在冷凝管除水時(shí)就會(huì)出現(xiàn)SO2和NO2溶解于水丟失的情況;由于受水霧的干擾，傳統(tǒng)原位式激光粉塵儀也無(wú)法正確測(cè)量低含量的粉塵。

4"CEMS設(shè)備選型

4.1煙氣分析儀量程的選擇

4.1.1按照《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ/T"76-2007）中“氣態(tài)污染物的濃度應(yīng)不低于所選測(cè)定系統(tǒng)使用量程的30%。”的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：

當(dāng)SO2≤35mg/m3時(shí)，SO2儀表量程≤116.67mg/m3;

當(dāng)NOx≤50mg/m3時(shí)，NOx儀表量程≤166.67mg/m3（排放以NO2計(jì)），如折算為NO量程，則NO量程為≤108.7"mg/m3;

參照以上規(guī)定，煙塵儀的量程選為0～15"mg/m3。所以，煙氣分析儀量程可按表4選擇。

表4：

2.1.2按照《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ/T"76-201X）征求意見(jiàn)稿中“氣態(tài)污染物的濃度應(yīng)不低于所選測(cè)定系統(tǒng)使用量程的20%。”的規(guī)定計(jì)算，

當(dāng)SO2≤35mg/m3時(shí)，SO2儀表量程≤175mg/m3;

當(dāng)NOx≤50mg/m3時(shí)，NOx儀表量程≤250mg/m3（排放以NO2計(jì)），如折算為NO量程，則NO量程為≤163.1"mg/m3;

參照以上規(guī)定，煙塵儀的量程選為0～20"mg/m3。

所以，煙氣分析儀量程可按表5選擇。

表5：

4.2""煙氣分析儀的選擇

煙氣分析儀主要測(cè)量氣態(tài)污染物SO2、NOX，是CEMS系統(tǒng)的核心，也是設(shè)備選型的主要對(duì)象。常規(guī)SO2最小量程大于或等于200mg/m3"的分析儀已經(jīng)不能滿足環(huán)保監(jiān)測(cè)要求，必須采用最小量程小于175mg/m3的儀器，針對(duì)低排放對(duì)分析儀的要求和目前市場(chǎng)上的CEMS設(shè)備的實(shí)際配置情況，現(xiàn)在總結(jié)出來(lái)四種可行方案：①加酸冷干法系統(tǒng)，即：系統(tǒng)采樣探頭、伴熱管線還是采用高溫伴熱，在樣品進(jìn)入冷凝器器時(shí)加入酸，使得在冷凝降溫后樣品中的SO2和NO2損失減少，可以滿足測(cè)量要求。代表廠家：ABB。②熱濕法系統(tǒng)，即：整個(gè)采樣系統(tǒng)采用高溫伴熱取樣，且不除去樣品中的水分。儀表采用高溫FTIR分析儀或高溫紅/紫外分析儀。在這個(gè)系統(tǒng)中，無(wú)樣品冷凝發(fā)生，可以滿足測(cè)量要求。代表廠家：德國(guó)SICK（高溫紅外）、德國(guó)福德仕（高溫紅外）、聚光（高溫紫外）。③熱干法系統(tǒng)，即：采用美國(guó)博純的NAFION技術(shù)，在樣品高溫?zé)o液態(tài)水冷凝器的前提下，通過(guò)干燥氣除去氣態(tài)樣品中的氣態(tài)水。通過(guò)這樣的處理，樣品露點(diǎn)通常可以做到-15℃左右，可以滿足測(cè)量要求。代表廠家：美國(guó)博純。④稀釋法系統(tǒng)。即：通過(guò)零氣將過(guò)程氣體按一定比例稀釋并抽取進(jìn)行分析，這樣稀釋后的樣品氣露點(diǎn)會(huì)升高，以至于樣品不會(huì)有液態(tài)水凝結(jié)出來(lái)，也就不存在SO2丟失了。通常稀釋后樣品含量很低，需要ppb級(jí)的儀表進(jìn)行測(cè)量，可以滿足測(cè)量要求。代表廠家：美國(guó)賽默飛世爾、日本堀場(chǎng)、上海華川。

4.3"煙塵儀的選擇

①原位光散射法透和光透射法：原位光散射法透和光透射法直接對(duì)煙囪（或煙道）中的煙氣進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中容易受到煙氣中霧滴的影響，無(wú)法在氨法脫硫出口低溫?zé)煔庵姓_測(cè)量煙塵濃度。②抽取式光學(xué)法：目前比較流行的就是使用熱空氣對(duì)煙氣進(jìn)行一定比例的稀釋?zhuān)缓笤龠M(jìn)入高溫抽取系統(tǒng)對(duì)煙氣液態(tài)水霧進(jìn)行氣化，最后再用激光透射法或散射法對(duì)粉塵濃度進(jìn)行測(cè)量，可以滿足測(cè)量要求。代表廠家：德國(guó)杜拉格、德國(guó)福德仕、德國(guó)SICK、聚光科技。③β射線法：β射線法測(cè)塵儀是一種測(cè)定空氣中含塵量的儀器。其原理為β射線穿過(guò)待測(cè)定物質(zhì)后，其強(qiáng)度衰減程度僅與被穿透物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，而與其物理、化學(xué)性能無(wú)關(guān)。當(dāng)儀器按規(guī)定流量抽取空氣樣品，氣體通過(guò)帶狀濾紙過(guò)濾，使粉塵集中到該濾紙上，捕集。