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污染源煙氣連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)采用獨(dú)特的稀釋技術(shù)，與各種直接采樣技術(shù)相比有著明顯的優(yōu)勢。探頭稀釋比的恒定控制，使稀釋探頭無需加熱或進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，稀釋及控制部分簡單明了，而且徹底消除了系統(tǒng)腐蝕和堵塞的影響。根據(jù)美國1990年清潔空氣法案的要求，稀釋法為污染源在線檢測的**方法，在美國已經(jīng)安裝的2000多套污染源系統(tǒng)中，有1800多套采用稀釋法，其中1600多套采用的是賽默飛世爾科技的系統(tǒng)。在中國，Thermo Scientific不僅提供了**套稀釋系統(tǒng)，而且占有國內(nèi)稀釋法的大部分市場。

稀釋系統(tǒng)的特點(diǎn)

• 準(zhǔn)確的濕法測量——美國EPA優(yōu)選方法

• 連續(xù)測量SO₂濃度，SO₂排放量、NOx濃度，NOx排放量及煙氣濃度等參數(shù)

• 采用探頭內(nèi)瞬間稀釋技術(shù)，徹底消除冷凝水影響

• 無需跟蹤加熱采樣管線

• 稀釋技術(shù)解決了煙氣含塵量高而引有的堵塞問題

• 采用從采樣探頭開始的全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

• 全漢化中文數(shù)據(jù)處理和報(bào)表生成

• 樣品氣傳輸快，維護(hù)工作量小，消耗品用量少

• 國家技術(shù)監(jiān)督局系統(tǒng)認(rèn)證，國家環(huán)保局認(rèn)證，ISO9001認(rèn)證

典型的濕法測量

稀釋系統(tǒng)采用獨(dú)特的現(xiàn)場樣品預(yù)處理的氣體采集方式。在采樣探頭頂部，通過一個(gè)音速小孔進(jìn)行采樣，并用干燥的儀表空氣在探頭內(nèi)部進(jìn)行稀釋。樣品氣進(jìn)入分析儀之前不需要除濕處理，因?yàn)闃悠窔饨?jīng)過稀釋后（稀釋比通常選擇在100:1至250:1之間），有效地降低了樣品的露點(diǎn)溫度，使之低于安裝地的環(huán)境*低溫度，從而避免了樣品氣在環(huán)境溫度下產(chǎn)生的結(jié)露現(xiàn)象；另一方面，樣品氣雖然經(jīng)過稀釋，但仍為帶濕氣體，測量過程是典型的濕法測量。

由于稀釋探頭采樣不需要除濕設(shè)備，因而無需增加購置除濕設(shè)備的成本及其維護(hù)費(fèi)用，除濕設(shè)備的損壞會(huì)導(dǎo)致濕度增加使樣氣結(jié)露并腐蝕而導(dǎo)致分析儀器故障。稀釋法可以徹底避免樣品氣在采樣管線中冷凝結(jié)水，這樣就無需加熱氣體傳輸管線并可避免許多與其他采樣技術(shù)伴隨而來的麻煩。

這種測定方法是美國EPA優(yōu)選的帶濕計(jì)算方法，不僅避免了除濕過程中產(chǎn)生的SO₂和NO_X損失，而且徹底消除了直接采樣法經(jīng)常發(fā)生的由于水份沒有從樣品中徹底消除而帶來的腐蝕影響。稀釋法提供帶濕樣品氣測量數(shù)值和帶濕煙氣流量值，因而不再需要為數(shù)據(jù)修正提供額外的濕度計(jì)。

稀釋法采樣探頭

采樣探頭所有暴露在煙氣中的部分，采用的是精心選擇的耐熱耐蝕的鋁鉻鎳合金Inconel600，鎳基鋁合金Hastelloy C276或不銹鋼304pyrex玻璃等材料，以避免探頭在煙氣中被腐蝕。

稀釋探頭采樣流量通常為2500px³/分鐘，而非稀釋探頭采樣流量大約是87500px³/min，因而稀釋法更不容易發(fā)生探頭過濾器堵塞，維護(hù)周期長，維護(hù)費(fèi)用低。

來完成的，因而無需任何專用電源和電路，具有體積小、安裝簡單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。

為保證恒定的稀釋比，賽默飛世爾科技的探頭設(shè)計(jì)采用獨(dú)特的音速小孔設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)定的*小真空度要求時(shí)，音速小孔兩端的壓差將大于0.46倍，此時(shí)通過音速小孔的氣體流量將是恒定的，溫度，壓力的變化將不會(huì)影響稀釋比。這就使得整個(gè)探頭的流量控制是靠氣動(dòng)來完成的，因而無需任何專用電源和電路，具有體積小、安裝簡單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。

簡單的采樣管線

由于稀釋樣品的露點(diǎn)低而無需跟蹤加熱，所以連結(jié)采樣探頭和分析儀器的采樣管線是無需加熱型的。

稀釋系統(tǒng)的采樣管線由四根聚四氟乙烯管組成，其中兩根分別用于往采探頭輸送校準(zhǔn)氣和稀釋空氣，一根用于往各種分析儀器輸送稀釋后的煙氣樣品，另一根用于探頭部分的真空度監(jiān)測。所有采樣管線除真空管線外都是正壓，從而避免了由氣體泄漏所引入的誤差。

稀釋采樣法在樣品的采集和傳輸過程中，不象非稀釋采樣法那樣需要采樣泵及若干個(gè)流量控制閥，從而減低了購買和運(yùn)行維護(hù)成本，而且減少了故障隱患。

恒定的稀釋比例

為保證恒定的稀釋比，賽默飛世爾科技的探頭設(shè)計(jì)采用獨(dú)特的音速小孔設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)定的*小真空度要求時(shí)，音速小孔兩端的壓差將大于0.46倍，此時(shí)通過音速小孔的氣體流量將是恒定的，溫度，壓力的變化將不會(huì)影響稀釋比。探頭的抽氣，是依靠氣動(dòng)抽氣器（文丘里管）來完成的，根據(jù)氣動(dòng)力學(xué)原理，形成穩(wěn)定的真空度，并保證稀釋氣體流量的恒定。這就使得整個(gè)探頭，因而無需任何專用電源和電路，具有體積小、安裝簡單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。并且由于氣動(dòng)力學(xué)特性，保證了探頭的良好重復(fù)性。保證了探頭的稀釋比恒定。稀釋系統(tǒng)保證的是稀釋比的恒定，而并非給出一個(gè)確認(rèn)的稀釋比例。通過稀釋比例的恒定，保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

自動(dòng)校準(zhǔn)功能

稀釋系統(tǒng)可在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)或手動(dòng)對儀器的零點(diǎn)及跨度進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)校準(zhǔn)是將校準(zhǔn)氣注入到探頭頂部，對系統(tǒng)的所有部件包括探頭過濾器、采樣管線、探頭控制器以及分析儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，這種系統(tǒng)校準(zhǔn)方式與直接采樣系統(tǒng)所采用的只對分析儀器進(jìn)行的部分校準(zhǔn)具有本質(zhì)的區(qū)別，是美國EPA**認(rèn)可的校準(zhǔn)方式。系統(tǒng)校準(zhǔn)可由手工完成或由數(shù)據(jù)處理器自動(dòng)設(shè)定完成，也可以通過網(wǎng)絡(luò)由遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)采用干燥壓縮空氣校準(zhǔn)零點(diǎn)，采用鋼瓶氣校準(zhǔn)跨度。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)將規(guī)定值與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度，根據(jù)美國EPA的要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷，在有效的情況下可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。

先進(jìn)的氣體分析技術(shù)

在氣體分析技術(shù)方面，ThermoScientific采用自行開發(fā)生產(chǎn)的世界上***可靠的分析儀器。分析系統(tǒng)采用模塊化的組合方式，可以根據(jù)用戶的實(shí)際監(jiān)測要求，靈活地配置系統(tǒng)構(gòu)成。各項(xiàng)參數(shù)獨(dú)立監(jiān)測，保證每一臺(tái)儀器都在**化的條件下工作，與多參數(shù)分析儀器相比，具有結(jié)果更準(zhǔn)確、維護(hù)更便捷的特點(diǎn)。這種系統(tǒng)組合很好地滿足了廣大客戶的實(shí)際應(yīng)用，使Thermo Scientific在全球范圍內(nèi)享有很高的聲望，并占有很大的市場份額。

Thermo Fisher是目前市場上普遍采用的紫外熒光法SO₂分析儀的***，其市場占有率超過70%；它還是化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀的***，其市場占有率超過60%；同時(shí)，Thermo Scientific其他氣體分析儀器也擁有世界上**的市場占有率，廣泛地受到用戶的好評。

由于脫硝煙氣中要監(jiān)測的項(xiàng)目有：NH₃、SO₂、H₂O、CO₂等參數(shù)，所以在常溫采樣時(shí)以上物質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成(NH₄)₂SO₃、NH₄HSO₃、(NH₄)₂CO₃和NH₄HCO₃。當(dāng)在高溫伴熱時(shí)煙氣中原有的副產(chǎn)物就會(huì)分解生成氣態(tài)NH₃、SO₂和CO₂。因此常規(guī)方法和高溫伴熱都存在不可解決的問題。而賽默飛世爾科技的稀釋技術(shù)非常出色的解決了以上問題，可準(zhǔn)確監(jiān)測到煙道中NH₃，CO₂，SO₂的數(shù)據(jù)。這就使得賽默飛世爾科技煙氣監(jiān)測系統(tǒng)在脫硝系統(tǒng)中占有非常大的優(yōu)勢

脫硝系統(tǒng)中的CEMS應(yīng)用，主要面臨的技術(shù)關(guān)鍵問題是：

（1）煙氣溫度高

（2）煙塵含量高

（3）煙氣中含有NH₃。

而采用稀釋技術(shù)將**限度地避免或降低這些問題對系統(tǒng)的影響，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，準(zhǔn)確測量。將煙氣稀釋后，可降低稀釋后的樣品氣的濕度，有效地防止煙氣凝結(jié)；稀釋采樣，煙氣抽取量非常小，大約為50－300ml/min（一般為50ml/min），是直接抽取法采樣抽氣量的幾十分之一，因此，探頭濾芯的工作負(fù)荷也大大降低，有效地提高了探頭濾芯的使用壽命和有效工作時(shí)間；將煙氣稀釋后，NH₃濃度也被稀釋，銨鹽的形成溫度大大降低，降低了NH₃對系統(tǒng)的影響，同時(shí)由于凝結(jié)問題的解決，也徹底解決了NH₃溶解對系統(tǒng)的影響，同時(shí)也降低了NH₃在傳輸過程中吸附的影響。因此，稀釋法是脫硝系統(tǒng)CEMS的優(yōu)選方法。

稀釋法采樣探頭（高溫、高塵條件）

對于粉塵含量較高達(dá)到幾克甚至上百克每立方米的環(huán)境，我們選用PRO2000W型煙道外稀釋探頭。

采用煙道外稀釋探頭**可承受攝氏540度高溫。并且使用INCONEL600材質(zhì)可以有效阻止NH₃的接觸反應(yīng)。

它此種型號(hào)探頭前端安裝一長度為52”的取樣探針，安裝時(shí)探針向下傾斜5度，這樣當(dāng)煙氣經(jīng)過探頭前端以50-100CC/min的流速流向探頭時(shí)，由于樣氣流速很慢致使大于15 microns的粉塵首先沉積到探針外壁（見圖1），然后再進(jìn)入一溫度控制在140°C±5.5°C (285°F ± 10°F)的過濾器。濾芯是由Teflon 包裹的玻璃纖維惰性材質(zhì)，孔徑為0.1 micron 。探頭設(shè)有反吹裝置（見圖2）在反吹是高壓空氣通過反吹管直接作用在濾芯和探針上，可完全清除粉塵。反吹頻率視現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)節(jié)。在過濾器出口經(jīng)過音響小孔后與干燥的稀釋空氣混合（稀釋比例16:1到100:1）?；旌虾髽託猓髁?－10L/min）經(jīng)取樣管傳送到分析儀器。

探頭控制器CTL2000

用于探頭加熱控制，19”機(jī)架安裝，過濾器/抽氣器加熱設(shè)定溫度為140.5°C (285°F)；通過在探頭上的熱電阻測量探頭溫度，加熱溫控器可提供報(bào)警輸出。

電源容量：30 W

環(huán)境溫度：-20°C (-4°F) 至 50°C (122°F)

重量：18 lbs. (8.3 kg)

采樣管線

由于稀釋樣品的露點(diǎn)低而無需跟蹤加熱，所以連結(jié)采樣探頭和分析儀器的采樣管線是無需加熱型的。

稀釋系統(tǒng)的采樣管線由四根聚四氟乙烯管組成，其中兩根分別用于往采樣探頭輸送校準(zhǔn)氣和稀釋空氣，一根用于往各種分析儀器輸送稀釋后的煙氣樣品，另一根用于探頭部分的真空度監(jiān)測。

稀釋空氣凈化系統(tǒng)

稀釋空氣和零點(diǎn)校準(zhǔn)氣采用除塵、除水、除油，以及必要時(shí)除CO₂和濃度過高的空氣本底中的SO₂和NO_X的儀表空氣，它應(yīng)該是干燥的，露點(diǎn)為-30°C 到 - 40°C ， 壓力620 ± 68 KPa。賽默飛世爾科技采用專門的空氣凈化裝置，很好地滿足了以上要求。

自動(dòng)校準(zhǔn)

稀釋系統(tǒng)可在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)或手動(dòng)對儀器的零點(diǎn)及跨度進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)校準(zhǔn)是將校準(zhǔn)氣注入到探頭頂部，對系統(tǒng)的所有部件包括探頭過濾器、采樣管線、探頭控制器以及分析儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，這種系統(tǒng)校準(zhǔn)方式與直接采樣系統(tǒng)所采用的只對分析儀器進(jìn)行的部分校準(zhǔn)具有本質(zhì)的區(qū)別，是美國EPA**認(rèn)可的校準(zhǔn)方式。系統(tǒng)校準(zhǔn)可由手工完成或由數(shù)據(jù)處理器自動(dòng)設(shè)定完成，也可以通過網(wǎng)絡(luò)由遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)采用干燥壓縮空氣校準(zhǔn)零點(diǎn)，采用鋼瓶氣校準(zhǔn)跨度。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)將規(guī)定值與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度，根據(jù)美國EPA的要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷，在有效的情況下可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。

系統(tǒng)校準(zhǔn)在美國環(huán)保局要求中規(guī)定是必須的，無論針對何種采樣系統(tǒng)。否則無法判定監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。