烟气排放连续自动监测系统（CEMS）技术综述与优化设计

CEMS作为环保排放监测的关键设备，由颗粒物监测、气态污染物监测、烟气参数测量及数据采集与传输等子系统组成，能够连续、自动地监测烟气中的污染物浓度及各项参数。随着环保标准的日益严格，CEMS的监测精度与稳定性成为保障排放达标的关键。本文将对CEMS的核心监测技术进行深入探讨，并提出优化设计方案。

1. CEMS烟气参数测量技术

1.1 烟气流速

• 技术类型：皮托管式、热导式、超声波法。

• 皮托管式：通过测量总压与静压计算差压，依据伯努利方程得出流速。优点在于结构简单、安装维护方便，但易堵塞。

• 优化建议：定期清理皮托管，防止堵塞，同时考虑加装防堵装置。

1.2 烟气含氧量

• 技术类型：氧化锆法、氧电池电化学法。

• 氧化锆法：利用二氧化锆的电解催化作用测量含氧量，但探头寿命有限。

• 氧电池电化学法：采用电化学传感器原理，测量准确且维护方便。

• 优化建议：选用长寿命、高精度的氧电池电化学传感器。

1.3 烟气温度

• 主要技术：铂电阻PT100温度传感器。

• 优化建议：确保传感器安装位置合理，避免高温或腐蚀环境对传感器的影响。

1.4 烟气湿度

• 技术类型：冷凝法、干湿球法、称重法、露点法、电子式传感器法。

• 优化建议：采用阻容式湿度仪，克服高温、粉尘及酸性腐蚀问题，确保长期稳定运行。

2. CEMS颗粒物（烟尘）测量技术

• 技术类型：对穿式测量法、微电荷测量法、光散射法、抽取式测量法。

• 光散射法：当前主流技术，单侧安装便于维护，测量精度高。

• 优化建议：针对超低排放需求，选用高精度光散射法仪器，并考虑加热除湿装置以排除湿度干扰。

3. CEMS气态污染物监测方法

3.1 SO2监测

• 技术类型：紫外荧光法、非分散红外吸收法。

• 优化建议：采用紫外荧光法，因其灵敏度高，适用于低浓度SO2监测。

3.2 NOX监测

• 技术类型：化学发光法、非分散红外吸收法。

• 优化建议：采用化学发光法，因其线性范围宽，低浓度下测量有效。

4. CEMS设计方案优化

4.1 原系统分析

原系统采用直接抽取法，存在水汽凝结导致成分损失的问题。

4.2 选型优化

• SO2分析：采用紫外荧光法，提高灵敏度。

• NOX分析：采用化学发光法，确保低浓度测量准确性。

• 烟尘测量：继续采用光散射法，增加加热除湿装置以排除湿度干扰。

4.3 取样系统优化

增加除湿装置与磷酸滴定装置，保护除湿过滤器；同时加装压缩空气稀释气体，防止水汽凝结。

4. 投运效果

新CEMS系统投运后，运行稳定，低浓度测量准确，消除了数据晃动现象。第三方检测结果满足超低排放要求。

结束语

CEMS的合理设计与优化选型对于确保污染物排放监测的准确性至关重要。通过不断的技术更新与优化实践，CEMS将在环保监管中发挥更加重要的作用，推动环保事业的持续进步。