便攜式煙氣預處理系統應用比對分析

王成敏

(鎮江市環境監測中心站，江蘇 鎮江 212009)

便攜式煙氣預處理系統應用比對分析

王成敏

(鎮江市環境監測中心站，江蘇 鎮江 212009)

通過常用的3種典型煙氣預處理器進行效果比對，認為污染物在進入氣體分析儀之前存在一定的損耗。選擇合適的煙氣預處理裝置以降低污染物在測試管路中的損耗非常重要。

二氧化硫； 氮氧化物； 溶解； 預處理；煙氣

環境監測部門監測煙氣污染物時往往會發生二氧化硫和氮氧化物監測結果偏低的情況。造成二氧化硫和氮氧化物損耗的主要原因是濕熱的煙氣遇到相對冷的采樣槍管和采樣軟管會在槍、管內壁形成冷凝水，二氧化硫和二氧化氮都極易溶于水，所以煙氣中的二氧化硫和二氧化氮在進入分析儀之前有很大一部分已經損失在采樣槍和軟管中了。因此在煙氣分析儀之前加裝煙氣預處理系統用來將采樣槍、軟管加熱并且將煙氣的水氣除去，保證穩定的冷干煙氣進入儀器分析儀是最理想的測試狀態。本文對常用的3種典型預處理器進行效果比對，以掌握其各自的優勢及局限性。

1 比對實驗

1.1 比對儀器

選擇鎮江市環境監測中心站所配的3種煙氣預處理裝置，分別是青島嶗山應用技術研究所出產的嶗應1080c型煙氣預處理器(下文簡稱1080c)，武漢銘為電子出產的ME5201S手持煙氣分析儀(下文簡稱ME5201S)，埃森環境janapo出產的PCS-C型煙氣預處理系統(下文簡稱PCS-C)。3種預處理器的特點見表1。

表1 預處理器特點分析表

煙氣分析儀選擇青島嶗山應用技術研究所出產的嶗應3012H型自動煙塵(氣)測試儀(新08代)，其氣體分析采用的是定電位電解法[1-2]。

1.2 比對環境

由于穩定溫度和濕度的標氣選擇有困難，所以本文分別在夏季和冬季各選擇一天，對全年生產工況較穩定的2個排污單位進行監測對比。2個單位都有CEMS系統，便于比對。2個單位的工況特點見表2。

表2 比對單位工況特點表

1.3 比對方法

比對按照1080c、ME5201S、PCS-C的先后順序進行，每套設備的取樣槍都設定加熱至120℃，冷凝器(如果有)溫度設定為4℃。采樣流量都設置為1.0L/min，每套設備的測試時間為連續測試45min(含加熱時間)。測試前也分別對3012H型煙塵(氣)測試儀和ME5201S用標準氣體對其電化學傳感器進行了校準。

2 實驗結果

2.1 測試結果

由于實驗時間跨度比較大，期間經歷了半年左右的時間，所以對3套設備的維護保養和期間核查都進行得比較完善，盡量降低由儀器系統誤差帶來的影響。測試結果見表3。

2.2 結果分析

此次進行比對實驗的2家單位都裝配有CEMS系統，同時配備了固定式的煙氣預處理系統，都帶有加熱和除濕的功能。由于該次實驗沒有條件使用標準氣體，因此以每家單位驗收合格的穩定的CMES系統測試值為參考，手工監測結果與CMES測試值的相對誤差見表4。

表3 預處理系統測試結果表

表4 污染物手工測試與CMES測試相對誤差表

由表4可看出：首先，預處理系統對于二氧化硫的處理作用比氮氧化物明顯，分析原因，煙氣中的二氧化硫成分單一，僅是二氧化硫，而氮氧化物則由一氧化氮和二氧化氮組成，且通常情況下，一氧化氮的含量在90%左右[3]，雖然二氧化氮易溶于水，但數量占優的一氧化氮難溶于水，一氧化氮基本不會在采樣管路中損失，最終氮氧化物濃度是以實測的二氧化氮濃度和一氧化氮換算成二氧化氮濃度和計算的，所以氮氧化物也基本不會受冷凝水的影響，導致了氮氧化物處理作用不明顯。其次，使用PCS-C型處理器的與CEMS系統測試值相對誤差最小，ME5201S其次，1080c效果不佳。分析原因，PSC-C型預處理系統采用的是分體式設計，加熱管和除濕系統相互獨立，兩者通過可加熱式軟管相連，加熱段和除濕段效果都能保證，但體積大、分量重，不易攜帶；ME5201S手持煙氣分析儀將加熱槍、除濕器、煙氣分析裝置集成在一起，外形和普通煙氣取樣槍差異不大，但由于體積所限，其除濕風扇體積和功率都比較小，因此在含濕量較大的工況下使用時其除濕能力就顯得比較有限，使測試結果存在誤差。其優點是體積小、重量輕，便于攜帶。1080c型煙氣預處理器外形也與普通煙氣采樣槍類似，但由于沒有除濕單元，其功能僅僅是使采樣槍體加熱，防止煙氣在管壁上形成冷凝水，但煙氣本身的含濕量并不能降低，所以遇到煙氣濕度較高的情況，其處理效果就不理想，該型采樣槍可適用于采集其他難溶于水的污染物或使用其他如非分散紫外法吸收法測試二氧化硫等的情況[4]。第三，煙氣預處理系統對于溫差大、濕度高的的工段測試結果的相對誤差也普遍較小。分析原因，溫差大、濕度高的煙氣易形成較多的水汽或者冷凝水，煙氣預處理系統的除濕性能也有一定的局限性，并不能完全除去在這種工況下的濕度，導致仍然會有一定量的廢氣量損失。

3 結語

通過此次實驗可以得出，在測試二氧化硫時，如果煙氣含有水蒸氣時應該使用煙氣預處理系統。選擇的煙氣預處理系統必須同時具備加熱槍體、管路和除濕的功能。煙氣的含濕量較大、煙溫和環境溫度差距較大時，應使用除濕效果較好的分體式預處理系統；在現場條件較為復雜，如高度高，操作平臺面積小時，濕度和溫差不大時也可采用一體式預處理系統。

[1]固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法: HJ693-2014[S].

[2]固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法: HJ/T57-2000[S].

[3]劉樹根，寧平. 燒結(球團)工藝工程中氮氧化物產生及控制[J].四川環境,2016(3).

[4]聞欣，張笛生. 二氧化硫測定過程中煙氣預處理器適用范圍研究[J]. 化學分析計量, 2015(3).

Comparative Analysis of Portable Flue Gas Pretreatment Systems

WANG Cheng-min

(Zhenjiang Environmental Monitoring Station, Zhenjiang Jiangsu 212009, China)

Three kinds of typical portable flue gas pretreatment systems were compared. The pollutants got lost before they entered into the monitoring equipment. Therefore, it is significant to select the suitable pretreatment system in order to decrease the loss of pollutants in the process.

SO2; NOx; dissolution; pretreat; flue gas

2017-04-10

王成敏(1983-)，男，江蘇省鎮江市人，工程師，本科，現從事環境監測工作。

X831

A

1673-9655(2017)04-0096-03