煙氣排放連續監測系統（CEMS）在環境保護中的應用與關鍵技術

隨著全球及國內對環境保護的日益重視，煙氣排放連續監測系統（CEMS）已成為固定污染源排放監管的重要工具。該系統能夠實時跟蹤并測量鍋爐、工業爐窯、焚燒爐等排放的煙氣中的污染物濃度，并將數據上傳至當地環境管理部門，為環保監管提供科學依據。本文將詳細介紹CEMS的系統組成、關鍵技術、應用實例及注意事項。

一、CEMS系統組成

CEMS系統主要由顆粒物監測單元、氣態污染物監測單元、煙氣參數監測單元和數據采集與處理單元四個部分組成。

1. 顆粒物監測單元：采用光學透射法或光學散射法測量顆粒物濃度。測量位置應選擇在垂直管段，確保測量光束通過煙道中心，避免水滴或水霧干擾。水平煙道需考慮顆粒物重力沉降的影響。

2. 氣態污染物監測單元：針對氣態污染物的特性，國際上主要有直接測量法、稀釋抽取采樣法和直接抽取采樣法三種檢測方法。直接抽取采樣法因其能測量干基樣氣中的污染物濃度，且在國內法規要求下得到廣泛應用。該方法使用多組分紅外氣體分析儀，通過郎伯-比爾吸收定律原理進行濃度測量。

3. 煙氣參數監測單元：監測溫度、壓力、流速、濕度、含氧量等參數，用于計算污染物排放速率和排放量。

4. 數據采集與處理單元：自動采集并處理數據，形成圖表并上傳至管理部門，實現遠程監控。

二、關鍵技術與應用實例

1. 氣態污染物監測技術：

• 直接抽取采樣法：通過伴熱管線將煙氣樣氣送至冷卻器除濕后，送入分析儀測量。該方法適用于國內標準，能準確測量干基樣氣中的污染物濃度。

• 分析儀器：多采用紅外氣體分析儀，利用紅外吸收原理測量NOx和CO濃度，電化學式氧分析模塊測量O2濃度。

2. 樣品預處理系統：

• 包括氣水分離器、冷卻器、NO2/NO轉化器、精細過濾器等，確保樣氣質量滿足分析儀要求。

• 設置自動反吹裝置和濕度聯鎖保護，防止樣氣堵塞和損壞分析儀。

3. 應用實例：

• 以馬來西亞某異壬醇裝置鍋爐CEMS為例，采用直接抽取采樣法，配備紅外氣體分析儀。系統包括采樣探頭、樣品預處理系統、氣體分析儀及數據采集與處理單元。

• 采樣探頭位于煙囪中部，通過陶瓷過濾器、電加熱器和自動反吹裝置保證樣氣代表性。

• 樣品預處理系統確保樣氣在傳輸過程中無水分、無顆粒物，適合分析儀測量。

三、應用注意事項

1. 溝通理解需求：設計前需與項目所在地環境管理部門和最終用戶充分溝通，確保系統符合當地法規和客戶需求。

2. 優化布局：盡量縮短取樣點到分析儀的距離，減少傳輸滯后時間。確保操作平臺空間充足，便于設備安裝和維護。

3. 功能完善：根據用戶需求，配置自動驗證、遠程遙控標定等功能，確保系統長期穩定運行。

四、結束語

CEMS系統的廣泛應用對于大氣污染治理、保護大氣環境具有重要意義。在實際應用中，應根據煙氣組分和應用場合選擇合適的樣品預處理系統和分析儀，確保系統實現準確測量。隨著技術的不斷進步和環保法規的日益嚴格，CEMS系統將在環境保護領域發揮更加重要的作用。