环境自动监测技术与设备的发展动态（四）

3、污染源排气的自动监测系统（CEMS）

烟气SO2自动分析仪的原理有电导法、非分散红外吸收法（动态范围较窄）、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和定电位电解法（传感器寿命）。采用方式主要有：（1）直接抽气采样法（非分散红外吸收法、紫外吸收法）（占9.5%，主要为日本产品，国内如北京天融科工贸有限公司的产品）；（2）稀释抽气采样法（包括烟道内稀释和烟道外稀释，占85.5%，主要为欧美产品，国内如北京长峰益来自动化科技有限公司的产品）；（3）在线直接测量法（将一束红外光或紫外光直接照射到烟气上，利用SO2的特征吸收光谱进行测量）。另外，国内的大连中环环保系统工程有限公司、太原中绿环保技术有限公司等公司采用的分析方法均为定电位电解法。北京牡丹联友电子工程有限公司也有类似产品。

  3.1  法国ESA公司的固定源CEMS

        采样方式为直接采样和加热，利用渗透原理干燥气体，可消除HCl、SO2和NO2因溶解而带来的误差，传输距离达100 m不冷凝，低流速采样可防止过滤器的堵塞，具有自动反吹功能。DTP 701型流速仪采用皮托管技术，可连续测量烟气的流速、温度和压力。与SEC采样系统、稀释或冷凝干燥系统结合使用。 采用BETA 5M型测尘仪的原理为β射线法，等速采样，发射源稳定、可靠；测量范围2～4,000 mg/m3，适合湿除尘排气的监测，无需基准物，且不受烟尘颜色、大小和成分的影响。还可测量流速、温度和速度。采用MIR 9000型GFC红外多气体分析仪可同时分析1～10种气体。HCl 0～300 mg/m3，SO2 0～500 mg/m3，NO/NOx 0～500 mg/m3（以NO2计），CO 0～60 mg/m3，CO2 0～500 mg/m3，N2O 0～40 mg/m3，HC 0～35 mg/m3（以CH4计），CH4 0～35 mg/m3，O2采用锆传感器法。采用AC 21M型双道化学发光分析仪可同时分析NO、NOx和NO2。监测范围为0～10 ppm（可扩展），检测限0.35 ppb，每周零漂和标漂小于1%。采用AC 31M型化学发光分析仪可同时分析NO、NOx、NO2和NH3。采用AF 21M型紫外荧光分析仪可同时SO2、H2S和总还原硫（需加转换器）。SO2监测范围为0～10 ppm（可扩展），检测限0.5 ppb，每周零漂和标漂小于1%。H2S和总还原硫监测范围为0～1 ppm（可扩展），检测限1 ppb，每周零漂和标漂小于1%。采用Hg 81M型紫外吸收分析仪可分析Hg。采用HC 51M型FID检测可分析碳氢化合物和总VOCs。

  3.2  法国OLDHAM公司的E6200型CEMS

        该CEMS可测量SO2、CO2、NOx、NO、NO2、HCl、CO、CH4、NH3、HC、H2O以及烟尘浓度、烟气流量、烟气温度、烟气湿度、烟气含氧量等，各分析仪可由用户选择组合（最多6种烟气成分）使用。 窄带干涉滤光片寿命长，系统软件处理能力强，可给出总量数据，具有远程控制功能。E6200采用红外线直接测量法（长光程法），其主要技术指标如下：量程：CO/NO/HCl 0～10 ppm（可扩展），SO2 0～100 ppm（可扩展），CO2/H2O 0～99%；精度：±2%；漂移：±1%FS（每月）；响应时间：0.5 s；最大测距：1 km；烟道宽度：0.5～10 m；最大不透明度：55%。

        EP1000烟尘分析仪的主要技术指标如下：原理：激光（平均660 nm）反向后散射；量程：1 mg/Nm3～10 g/Nm3；线性度：±0.5%。

  3.3  英国XENTRA4900型CEMS

        该CEMS可测量NO、SO2、CO2、CO和O2，各分析仪可单独使用，也易于扩展。除了O2采用顺磁共振法外，其余均采用非分散红外线法。主要技术指标如下：量程：O2 0～25%，CO和SO2 0～200 ppm（可扩展），NO 0～100 ppm（可扩展），CO2 0～25%；准确度、线性度和重现性：O2＜0.05%，SO2＜5 ppm，NO和CO＜2 ppm，CO2＜1%；响应时间：O2＜15 s，其它＜30 s；零漂（每周）：O2 0.05%，SO2 10 ppm，NO 2 ppm，CO 4 ppm，CO2 2%；标漂（每周）：O2 0.05%，SO2 10 ppm，NO 1 ppm，CO 4 ppm，CO2 2%；样气条件：最大温度60℃，结露点5℃，无油、非腐蚀、不凝结、不可燃，颗粒物粒径小于1 μm，压力小于1 psig，流速500～1,500 ml/min。

  3.4  日本HORIBA公司的ENDA-600型系列CEMS

        该CEMS可测量NOx、SO2、CO2、CO和O2，各分析仪可单独使用，也可任意组合（共有31种）使用。可自动进行零点和量程校准，备有腐蚀性气体和氨气消除装置、消除CH4干扰的装置。该系统采用与英国XENTRA4900型CEMS相同的原理，性能指标如下：量程：NOx 100～5,000 ppm，SO2 50～5,000 ppm，CO2 5%～50%（Vol），CO 50～5,000 ppm，O2 10%～25%（Vol）；重现性：±0.5%FS；零漂：±1.0%FS（每周），标漂：±2.0%FS（每周，气温变化小于±5℃）；线性度：±1.0%FS；响应时间（tD＋t90）：60～90 s（NOx、CO2、CO和O2），240 s（SO2）；样气流量：2.5～3.0 L/min，进样压力：±4.9 kPa；样气最大温度：250℃，样气最大颗粒物含量：小于0.1 m3。

  3.5  ZE-CEM2000型CEMS

        该系统由深圳市中兴新通讯设备有限公司研制生产，采用了声速孔大比例稀释采样技术、多点烟气测量技术和计算机网络通讯技术，实现了污染物排放浓度和总量的连续监测。可测量SO2、NOx和烟尘等主要污染物，并可通过各种传感器测量烟气温度、压力等，通过多点皮托管测量烟气流速。具有多种网络传输方式（有线、无线）。具有自动或手动校准功能、故障诊断功能和安全管理功能。其主要技术指标如下：原理：SO2采用紫外荧光法，NOx采用化学发光法，烟尘采用静电测尘传感器法（GOYEN公司EMP5型分析仪）或激光烟尘浓度分析仪法；测量范围：烟尘0～2,000 mg/m3，SO2 0～20 ppm，NOx 0～20 ppm；检测下限：烟尘4 mg/m3；24 h零漂：烟尘≤±2%FS；24 h标漂：烟尘≤±6%FS。

  3.6  CYA-200型烟气排放连续监测系统

        该系统由北京长峰益来自动化科技有限公司研制生产。在技术上采用了改进的稀释法采样（考虑了国内燃用煤种多、煤质变化快、污染物浓度高、烟气湿度大等实际情况）配以传统的大气分析仪和激光穿透测尘方法。样气正压传输，避免了因采样管道泄漏引起的测量误差；可自动在线标定，具有强大的数据采集和处理系统。可监测烟尘浓度、SO2、NOx、CO、CO2、H2S、HCl、NH3的（标准、湿基、干基和折算）浓度、烟气流速、烟气温度、烟气湿度、烟气含氧量等多项相关参数并统计排放率、排放总量等。各项主要技术指标如下：原理：烟尘采用激光穿透法（200DC型），SO2采用紫外荧光法（Model 43C型或152型），NOx和NH3采用化学发光法，H2S采用脉冲荧光法，CO2和CO采用气体过滤相关法；量程：烟尘0～2,000 mg/m3，SO2、NOx、NH3和CO2 0～100 ppm，H2S 0～100 ppm，CO 0～10,000 ppm；检测下限：SO2 0.5～2.0 ppb，NOx 0.4 ppb；误差：烟尘≤±1.5%FS；重复性：烟尘≤±1%，SO2≤1%FS；线性度：NOx和SO2≤±1%FS，24 h零漂：烟尘≤±1.5%FS，SO2≤1 ppb，NOx≤0.4 ppb；24 h标漂：烟尘≤±1.5%FS，SO2≤±1%，NOx≤±2.5%FS；响应时间：烟尘≤1 s，NOx和SO2≤3 min。