烟气在线监测系统完全抽取法和稀释抽取法优缺点比较

CEMS烟气在线连续监测系统是国家环保领域急需的高新技术产品，主要用于连续在线监测烟气中烟尘、二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。CEMS系统中烟气采样技术要解决的主要问题是烟气中水汽凝结问题，由于水汽凝结会导致溶水性污染物损失，造成测量的不准确，并且易形成腐蚀物质对仪器和烟气采样管道造成严重损害。目前市场上主流的分析技术有两种，即直接分析法和抽取式分析法。抽取式分析法又划分为完全抽取法和稀释抽取法。

完全抽取法烟气在线连续监测系统

完全抽取法是先将烟气从烟道抽取出来，然后送进分析仪器进行分析。一般采用较为成熟的分析法为红外吸收法，可实现多组分的同时测量。根据抽取过程的不同，又可分为冷抽取法和热抽取法，两种抽取方法均需把样气进行加热，然后经过滤器滤除烟尘。

不同的是，热抽取法是直接把高温样气送入分析仪的光学腔内进行分析；冷抽取法则增加了把样气快速冷却并出水的工序，然后再把常温的样气送入分析仪器进行分析。

优点：解决了烟气扰动问题，红外吸收法所用探头等设备相对便宜。

缺点：

1） 烟气样气负压传递，氧气在传输过程中易被稀释导致测量不准确；

2） 急冷过程的凝水会引起溶水性污染物溶解损失，导致测量的不准确；

3） 烟气采样抽气量大，采样管容易被烟尘堵塞，所需反吹气量大；

4） 由于采样抽气量大，因此进行系统全程标定时，所需标气耗费量大，运营成本高；

5） 采样管线必须负压运行，但在锅炉实际运行过程中，是很难保证100%的负压运行的，一旦出现正压，或采样管泄露，烟尘就会使采样管抽气口易堵塞，影响测定结果。

稀释抽取法烟气在线连续监测系统

稀释抽取法的出发点是用大量的干燥纯净空气稀释采样的烟气，使样气中的含水量下降，让氧气的露点温度远低于室温（一般达到-40℃）来解决水汽凝结所带来的问题。稀释采样法中采用临界孔采样技术能够精确地保证稀释比。

所谓临界孔即指：当临界孔两端的压力比达到0.53以上时，流体经过临界孔的流速被限制在声速，因此流体流过临界孔的流量是恒定值；很容易保证稀释气的压力恒定，即稀释气的流速亦是一个恒定值，所以氧气的稀释比是一个恒定值。稀释采样法的*大好处是：大比例的精确稀释样气，使得样气长距离的传输变得简单方便，并且不改变样气的任何成分，烟气测量准确。

稀释抽取法的采样器有外置式和内置式两种：

1、 外置式稀释采样器是将烟气采集到采样器外部稀释，采样器外部有自控温伴热带加热至130℃左右，烟气稀释腔易于保持温度，因此气态污染物浓度的测量不受温度变化的干扰，易于维护。

2、 内置式稀释采样器的稀释腔在烟囱（或烟道）内，由于烟囱（或烟道）内的温度不断变化着，因此气态污染物SO2的浓度测量受到温度变化的干扰而使准确度有所影响。

优点：

1） 临界孔大比例稀释技术（1:50-1:350），稀释比稳定，精度高，系统可在我国大部分地区使用，将采的烟气样，加入洁净的空气稀释，这样一来，就降低了烟气样品露点温度，解决了烟气冷凝水问题，防止了烟气中的水汽凝结造成溶解性污染物成分损失，一般情况下无需跟踪加热采样管线，并解决了采样探头的腐蚀与堵塞问题，连续工作时间长；

2） 样气正压传送，管道微小泄漏不会产生二次烟气稀释造成测量误差的问题；

3） 杜绝了由于酸性凝结水腐蚀管道引起的故障，大大提高了系统的运行可靠性，降低了运行和维护成本；烟气抽取量小（典型值50ml/min）大大延长了过滤器使用寿命，稀释采样器不易堵塞，维护工作量小；

4） 满足《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》（HJ/T76-2007）、《火电厂烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2007）要求的CEMS系统需具备全程标定功能，标气用量少，运营成本低。

缺点：在检测过程中，响应时间稍长（3min），干燥压缩空气纯度要求高。

  结语  

两种采样技术都有相对的优点、缺点及测量误差，引起误差的原因是多方面的，CEMS的选择要从源头开始，在选型阶段了解CEMS的适用性，在调试阶段做好测量误差的控制工作，在运行阶段严格的按照技术规范做好日常管理工作，是保持CEMS连续稳定运行的关键。
 

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