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            谷腾环保网

            湖北锐意自控?#20302;?#26377;限公司

            关注度:1480 活?#24452;齲?1 谷腾指数:1586

            工业过程中锅炉污染气体排放的监测与?#27835;?/h1>              来源:湖北锐意自控?#20302;?#26377;限公司 阅读:10094 更新时间:2018-05-08 12:04

            工业生产中工业锅炉是重要的生产设备,主要?#27835;济?#38149;炉、燃油锅炉和燃气锅炉。目前国内在用的工业锅炉数量和规模庞大,受能源供应的影响,主要以煤炭、重油、煤油等为主,柴油、天然气、液化石油气应用比例相对较小。而煤炭等燃料燃烧产生的污染是非常严重的,因为其燃烧产生的烟气中的主要成?#27835;?#20108;氧化硫、氮氧化物、烟尘。

            控制锅炉污染气体的排放,降低烟气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘的含量是直接途径,也是工业企业降本增效、发展绿色经济的重要举措。

            一、锅炉燃烧中烟气污染成分的形成因素

            1、二氧化硫

            燃料中以有机硫和黄铁矿硫的形式存在的硫在燃?#23637;?#31243;中全部参加反应,氧化为二氧化硫,而硫酸盐则不参与燃烧。液体燃料中的硫主要以游离硫、硫化氢等的形式存在,在燃料燃?#23637;?#31243;中很容易与氧作用转化为二氧化硫;气体燃料中的硫主要以气态硫化氢的形式存在,在燃?#23637;?#31243;中几乎全部转化为为二氧化硫,因此二氧化硫测生成量与燃料中的含硫量、锅炉中的含氧量?#28903;?#27604;。

            2、氮氧化物

            在煤、石油、天然气等燃料的燃?#23637;?#31243;中,空气中所含的氮气和氧气在锅炉高温状态下反应生成NO,称为温度NO;在燃烧时氧化生成NO,称为氧化NO。由此可得出,锅炉燃烧时氮氧化物的生成量与燃烧时锅炉内的温度、氧气浓度等因素有关。

            3、烟尘

            固体燃料和液体燃料都含有一定数量的灰分,灰?#30452;?#36523;是不可燃烧的,燃料燃烧后成为燃烧产物中的?#20197;?#21644;烟尘;燃料中的碳氢化合物以及燃?#23637;?#31243;中析出的挥发物,在高温缺氧情况下形?#21830;?#40657;粒子;液体燃料由于雾化不良、炉?#32511;?#20302;或燃料与空气混合不匀,燃烧时也会形?#21830;?#40657;粒子;即使是气体燃料在燃?#23637;?#31243;中,当空气供应不足?#20445;?#20063;会因热分解而产生炭黑粒子。因此,影响烟尘形成的因素主要包括燃料种类、氧气浓度与空气过剩系数、燃料粒径、惰性气体、燃烧室压力和燃烧温度等。

            随着我国环保概念的深入实践,为防止区域?#28304;?#27668;进一步污染、改善环境质量、降低大气污染源的排放强度、?#32454;?#22320;控制排污行为,《锅炉大气污染物排放标准》(GB-13271 2014)规定了大气污染区排放限制,该限制的控制水平达到国际先进或领先程度。

            注:?#25381;?#24191;西壮族自治区、重庆?#23567;?#22235;川省和贵州省的?#27982;?#38149;炉执行表1限值

            注:重点地区锅炉执行表3限值

            二、监测氧气浓度是控制锅炉污染气体排放的重要手段

            由烟气污染成分的形成原理可以看出,氧气是其关键组分。在实际生产过程中,锅炉使用燃料燃烧?#20445;?#19968;般都会加入过量空气,?#29615;?#38754;,可?#35895;?#26009;充分燃烧,但也出现了另一个问题,排气筒排放的污染物浓度产生了“稀释”,大大降低了排?#25490;?#24230;,会造成污染物排?#25490;?#24230;“虚假”达标。过量的空气造成炉温下降,不但影响燃烧,还会带走大量的热量和灰尘,增大污染排?#25490;?#24230;的计算结果,同时风量大也增加了排烟耗电量。控制烟气氧含量,对控制燃?#23637;?#31243;,实现安全、高效和低污染排放是非常重要的。

            烟气中二氧化硫、氮氧化物的排?#25490;?#24230;,应根据规定的过量空气系数进行折算,其折算值的大小取决于烟气氧含量的实测值,所以在运行中控制烟气中的氧含量,对控制污染物最终的排?#25490;?#24230;至关重要。通常采用烟气?#27835;?#20202;来监测烟气中的氧含量,其检测气体的核心技术是气体传感器,目前应用较为广泛的是电化学传感器。

            电化学传感器由于结构简单,体积小巧等优点,大多数烟气?#27835;?#20202;采用该原理的传感器用于测量氧含量,从而计算出过量空气系数等热工参数。如Gasboard-3000P便携型综合烟气?#27835;?#20202;,采用长寿命的电化学传感技术直接监测烟气中的氧含量,但由于其结合了国际领先分非分光红外气体?#27835;?#25216;术,还可直接测量SO2、NO、CO、CO2的组分浓度及烟气温度。Gasboard-3000P在测量多?#21046;?#20307;的同?#20445;?#36824;可直接计算过量空气系数。

            三、超低排放标准下污染气体的监测

            目前部?#20013;?#19994;针对重点地区污染气体的排放提出了较于上面提到的排放标准更加?#32454;?#30340;限制,比如《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)提出的大气污染物排?#25490;?#24230;限制,详情见表4:

            表4、大气污染物特别排放限值,重点地区火力发电锅炉及燃气轮机组适用

            面对如此?#32454;?#30340;排放标准和在线连续监测的需求,原来适用于高浓度烟气监测、便携型的烟气?#27835;?#20202;已经很难准确及时的测量超低排放条件下污染气体的浓度。目前业内新研发出一种基于紫外差?#27835;展?#35889;气体?#27835;?#25216;术的超低量程的烟气?#27835;?#20202;,如锐意自控研发生产的Gasboard-3000UV,测量?#27573;?#23567;于100mg/m3,满足国家环保超低排放标准;其测量精度高,?#30452;?#29575;达到0.1 mg/m3,适用于超低浓度烟气?#29616;ぁ?#21487;同时在线测量烟气中SO2、NO、O2含量,其中烟气中气态水对SO2、NO测量基本无影响,烟气中采样流量对SO2、NO、O2测量基本无影响,多组分测量气体间无交叉干扰,抗干扰能力强。可连续不间断的在线对排放物进行监督、监测,随时读取现场数据并远程传送数据。

            超低量程紫外烟气?#27835;?#20202;Gasboard-3000UV内部结构图

            在实际生产过程中,烟气?#27835;?#20202;可能会出?#27835;?#27861;正常可?#20013;度?#20351;用的情况。主要原因是受生产环境复?#26377;?#21450;烟气的不稳定性的影响,工艺现场环境无法满足在线烟气?#27835;?#20202;的运行条件,样品预处理不能使测量样气达到?#27835;?#20202;的要求。为应对这种情况的发生,衍生出如Gasboard-9050(CEMS)这样的固定污染源烟气排放连续监测?#20302;常?#35813;?#20302;?#30340;气体?#27835;?#21333;元采用Gasboard-3000UV,用于检测超低排放烟气;除此之外,还同时拥有预处理单元和控制单元;控制单元可自动完成采样、反吹、排水等操作;预处理单元采用最新反吹扫技术解决探?#33539;?#22622;问题,保证?#27835;魷低?#30340;可靠性,置单极制冷器去除样气中的水分,实现两级过滤,确保?#27835;?#20202;长期在线运?#23567;?/p>

            固定污染源烟气排放连续监测?#20302;?#26131;于维护,运行成本更低,可实现远程监测,无需人工值守,极大的降低了企业成本。

            四、结语

            如今,工业过程中锅炉污染气体的排放已成为大气污染、环境污染的主要污染源,科学环保一直以来都是国家和企业可?#20013;?#21457;展的重要课题,政府在环保上的管制力度日益加大,工业企业为达到污染气体排放标准也纷纷用上了气体?#27835;?#20202;,标志着我国污染气体治理体系迈向新的台阶。


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