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【泽明问答】固定废气排放源监测工作中常见的问题及其对策

一、主要问题

1烟气湿度对测试的影响

高湿烟气给监测工作带来了2个方面的问题。就采尘方面,在一定的条件下,湿烟气会造成玻璃纤维滤筒潮湿,从而使采样系统阻力增大,阻力增加到一定程度可能出现烟尘不能在等速情况下进行采集,采集仪器负荷过高采样过程中断,滤筒无法承受压力破裂,采样滤筒湿烂无法正常取出等一系列的问题。另一方面,SO2易溶于水,在SO2测试过程中,烟气从温度相对高的烟道中抽出,在常温或低温环境下水蒸气凝结成水,SO2溶于水中形成不易挥发的硫酸从烟气中分离出去,因此测试的数据普遍偏低。 


2高负压对测试的影响

锅炉烟气在管道内的流动是由锅炉炉膛、除尘器、鼓风引风、管道组成的系统运行,是在一定的外在动力下流动,流体力学参数由多项因素形成,因此高负压不单单是由于测试点位区域烟气流速过快造成。


高负压对于烟尘测试没有直接的影响,但对于烟气的测试有直接的影响。如定电位电解法测试烟气中SO2、NOx等成分的浓度会受到流过传感器的烟气流量的大小的影响,而负压大小会直接影响吸入传感器的烟气流速的大小,从而影响浓度测定的大小。 


3烟尘颗粒带电对测试的影响

静电除尘器是工业污染源普遍采用的除尘设备之一。静电除尘的原理是使内部颗粒带上高压静电,通过正负电极相吸的规律去除烟尘。但没有去除的颗粒有可能带有静电,通过测量烟温的信号线传导到主机上并对电子器件放电,造成仪器工作不正常甚至损坏。


二、主要对策

1高湿度烟气的处理

在锅窑炉监测中,采样枪是监测环节的前端核心技术。通过改进采样枪内部结构和工作方式,克服高湿度气体对固态及气态污染物监测结果准确性的影响。


为了解决在低温高湿的环境下采集烟尘,首先采用刚玉滤筒代替玻璃纤维滤筒,实践证明刚玉滤筒很好地解决了滤筒潮湿带来的诸多问题,但刚玉滤筒前期残留物处理困难,循环利用过程中会因滤筒堵塞而报废,使用过程中滤筒和采样枪经常密封不好,价格又比较昂贵,这些都限制了刚玉滤筒的使用。


采用滤筒位置恒温加热的取样管,将滤筒位置温度恒定在120 ℃以上,保证了滤筒的相对干燥。此种取样管在现场测试中效果比较理想,不足之处在于取样管的重量和体积要相应增加。 


在高湿度烟气条件下测量易溶于水的气态污染物,一般采取制冷脱水或高温加热这2种方式对烟气进行预处理,制冷脱水法由于传统的半导体制冷效率不高,致使水、气分离速度慢和脱水不完全,水气分离过程和残留的水蒸气都会带走一部分气态污染物,因此烟气测量过程会给这样污染物的测量带来很大偏差,造成测量结果不准确。高温加热法对测量前的烟气进行高温处理,但这样的方法要求导气管有很好的保温效果,这必然加大导气管的体积和重量的加大,对于经常进行高空测试的环保行业来说,这样的要求是无法实现的。因此,对传统的以空气作为介质的制冷装置进行了改进,以防冻液作为介质进行制冷,基于防冻液优异的热稳定性,当高温烟气通入置于防冻液中的烟气管路时防冻液的温度变化不大,从而大大提高了制冷效率,烟气冷凝脱水完全,而且防冻液的冰点在-40 ℃以下,因此半导体制冷装置将冷却温度设置在0 ℃左右时也不会产生结冰现象。 


2正压、负压的减小

为了减少高负压烟道对测试的影响,一种方案是利用烟尘采样系统的大泵来克服烟道的负压阻力,在气体的通道中设计一种多通路装置,可使采尘泵连接到烟气采样枪上,再用烟气采样的小泵连接到多通路装置上采集进入装置中的气体。


3气体颗粒静电的消除

一般仪器采用取样管接地、抗静电雷击的电子防护器件等措施,但都不能很好地解决静电对仪器的干扰问题。对此,在原有EMC设计工艺,综合应用光电隔离、瞬态干扰抑制、EMI滤波、屏蔽接地等综合技术基础上,对静电的泄放途径进行了改变,传统的泄放方法是将静电导入电源,静电的累积影响了电源的正常工作,致使仪器的电路板甚至CPU损坏而使仪器无法正常工作,经过试验,将静电导入仪器外壳,通过仪器内大体积泵的金属外壳以及仪器外壳接地的方式将静电泄放,针对此方案已经做了大量的试验,并取得了初步的成功;此外,采用取样管与主机间的工业级ZigBee无线通信模式,该技术的应用减少了主机和取样管之间的连接,进一步从根本上杜绝了烟道静电对采样仪器的影响。


三、结语

随着废气治理方式的改进和治理技术的进步,引起了废气排放状态的复杂变化。在废气治理过程中经常出现排污系统高正(负)压、高湿度,污染物浓度低等现象,从而造成监测结果不准确甚至与客观值相反的问题。因此,建议企业综合考虑气体压力、湿度、污染浓度的因素,选择符合环境监测要求在线监测设备。


此外,仪器选择要符合监测工作的需要,除自身准确性、稳定性能外,充分考虑广泛的适用性,尤其对特殊环境的适应。锅(窑)炉和排放装置经常安装在连续的生产环节当中,不是一个独立的单元,且经常处在易燃易爆、强腐蚀的环境中,因此监测仪器应具备防爆、耐腐蚀等特点;对同一排放源所含的不同因子在监测过程中应做到同步监测、量化体现,不应该存在较大时间跨度,才符合监测数据同一性的要求。


在实际的测试工作中发现,新建企业排污设施监测点位不符合国家关于排污口规范化的要求,尤其存在于大型企业中;老企业和改扩建单位由于工厂的占地面积所限,老设备的改造受限于原有格局的束缚,找不到相对平直管道的现象越来越多,烟气在管道喘流、散射等不规则运动和烟气在管道中不规则分布的情况下测试的现象普遍起来。这样会造成测试的巨大误差,即使采用加密测点和加密滤筒的方法,测试结果的准确度还是变的难以把握。建议在新建的企业设计、安装锅炉、窑炉和排放装置废气处理设备时,必须充分考虑运营期环境管理的需要,排放管路安装布设的时候,应符合环境监测的技术要求,并纳入环保验收内容。老企业在技术改造中要将排污设施规范化纳入改造内容中。

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