污染源自动在线监控系统

产品概述EXPEC 2000 NH3固定污染源氨气在线监测系统采用半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）和Herriott腔增强技术，广泛应用于微量氨气的在线监测。该系统采用一体化壁挂式设计，烟气取样气路全程高温伴热，防止被测气体在管路中吸附损失，可用于测量ppb级氨，是烟气排放连续在线监测微量氨的最佳方案。产品特点1、创新Herriott腔增强技术，有效光程数十米，检测灵敏度高，实现ppb级NH3浓度测量；2、体积小，一体化壁挂式设计，可安装在烟囱的高空平台上，缩短取样距离，减少样品损失；3、流路集成化设计，实现全程高温无冷点，减少被测物质损失；4、可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）避免H2O、CO2等背景气体交叉干扰，测量精度高；5、中央显示单元可选配，用于接地面监控和调试，方便日常的巡检和维护；应用领域可广泛应用于石油化工、医药行业、电子工业、包装印刷、工业涂装、水泥工业等企业的脱硝工艺后端、以及尾气排口NH3的监测。

污染源烟气连续自动监测系统(CEMS)采用独特的稀释技术，与各种直接采样技术相比有着明显的优势。探头稀释比的恒定控制，使稀释探头无需加热或进行温度、压力补偿，稀释及控制部分简单明了，而且彻底消除了系统腐蚀和堵塞的影响。根据美国1990年清洁空气法案的要求，稀释法为污染源在线检测的首选方法，在美国已经安装的2000多套污染源系统中，有1800多套采用稀释法，其中1600多套采用的是赛默飞世尔科技的系统。在中国，Thermo Scientific不仅提供了第一套稀释系统，而且占有国内稀释法的大部分市场。稀释系统的特点准确的湿法测量——美国EPA优选方法连续测量SO2浓度，SO2排放量、NOx浓度，NOx排放量及烟气浓度等参数采用探头内瞬间稀释技术，彻底消除冷凝水影响无需跟踪加热采样管线稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题采用从采样探头开始的全系统动态校准全汉化中文数据处理和报表生成样品气传输快，维护工作量小，消耗品用量少国家技术监督局系统认证，国家环保局认证，ISO9001认证 典型的湿法测量稀释系统采用独特的现场样品预处理的气体采集方式。在采样探头顶部，通过一个音速小孔进行采样,并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释。样品气进入分析仪之前不需要除湿处理，因为样品气经过稀释后（稀释比通常选择在100:1至250:1之间），有效地降低了样品的露点温度，使之低于安装地的环境最低温度，从而避免了样品气在环境温度下产生的结露现象；另一方面，样品气虽然经过稀释，但仍为带湿气体，测量过程是典型的湿法测量。由于稀释探头采样不需要除湿设备，因而无需增加购置除湿设备的成本及其维护费用，除湿设备的损坏会导致湿度增加使样气结露并腐蚀而导致分析仪器故障。稀释法可以彻底避免样品气在采样管线中冷凝结水，这样就无需加热气体传输管线并可避免许多与其他采样技术伴随而来的麻烦。这种测定方法是美国EPA优选的带湿计算方法，不仅避免了除湿过程中产生的SO2和NOX损失，而且彻底消除了直接采样法经常发生的由于水份没有从样品中彻底消除而带来的腐蚀影响。稀释法提供带湿样品气测量数值和带湿烟气流量值，因而不再需要为数据修正提供额外的湿度计。 稀释法采样探头采样探头所有暴露在烟气中的部分，采用的是精心选择的耐热耐蚀的铝铬镍合金Inconel600,镍基铝合金Hastelloy C276或不锈钢304pyrex玻璃等材料，以避免探头在烟气中被腐蚀。稀释探头采样流量通常为2500px3/分钟，而非稀释探头采样流量大约是87500px3/min，因而稀释法更不容易发生探头过滤器堵塞，维护周期长，维护费用低。来完成的，因而无需任何专用电源和电路，具有体积小、安装简单、维护方便的特点。为保证恒定的稀释比，赛默飞世尔科技的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的最小真空度要求时，音速小孔两端的压差将大于0.46倍，此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的，温度,压力的变化将不会影响稀释比。这就使得整个探头的流量控制是靠气动来完成的，因而无需任何专用电源和电路，具有体积小、安装简单、维护方便的特点。 简单的采样管线由于稀释样品的露点低而无需跟踪加热，所以连结采样探头和分析仪器的采样管线是无需加热型的。稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成，其中两根分别用于往采探头输送校准气和稀释空气，一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品，另一根用于探头部分的真空度监测。所有采样管线除真空管线外都是正压，从而避免了由气体泄漏所引入的误差。稀释采样法在样品的采集和传输过程中，不象非稀释采样法那样需要采样泵及若干个流量控制阀，从而减低了购买和运行维护成本，而且减少了故障隐患。 恒定的稀释比例为保证恒定的稀释比，赛默飞世尔科技的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的最小真空度要求时，音速小孔两端的压差将大于0.46倍，此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的，温度,压力的变化将不会影响稀释比。探头的抽气，是依靠气动抽气器（文丘里管）来完成的，根据气动力学原理，形成稳定的真空度，并保证稀释气体流量的恒定。这就使得整个探头，因而无需任何专用电源和电路，具有体积小、安装简单、维护方便的特点。并且由于气动力学特性，保证了探头的良好重复性。保证了探头的稀释比恒定。稀释系统保证的是稀释比的恒定，而并非给出一个确认的稀释比例。通过稀释比例的恒定，保证系统的准确性。 自动校准功能稀释系统可在预先设定的时间间隔内自动或手动对仪器的零点及跨度进行系统校准。系统校准是将校准气注入到探头顶部，对系统的所有部件包括探头过滤器、采样管线、探头控制器以及分析仪器进行校准，这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行的部分校准具有本质的区别，是美国EPA唯一认可的校准方式。系统校准可由手工完成或由数据处理器自动设定完成，也可以通过网络由远程控制实现。系统采用干燥压缩空气校准零点，采用钢瓶气校准跨度。数据采集及处理系统将规定值与校准数据进行比较，以检验仪器的准确度，根据美国EPA的要求对数据进行有效性判断，在有效的情况下可以自动进行数据修正。 先进的气体分析技术在气体分析技术方面，ThermoScientific采用自行开发生产的世界上最先进可靠的分析仪器。分析系统采用模块化的组合方式，可以根据用户的实际监测要求，灵活地配置系统构成。各项参数独立监测，保证每一台仪器都在最优化的条件下工作，与多参数分析仪器相比，具有结果更准确、维护更便捷的特点。这种系统组合很好地满足了广大客户的实际应用，使Thermo Scientific在全球范围内享有很高的声望，并占有很大的市场份额。Thermo Fisher是目前市场上普遍采用的紫外荧光法SO2分析仪的发明者，其市场占有率超过70%；它还是化学发光法NOx分析仪的发明者，其市场占有率超过60%；同时，Thermo Scientific其他气体分析仪器也拥有世界上最大的市场占有率，广泛地受到用户的好评。 由于脱硝烟气中要监测的项目有：NH3、SO2、H2O、CO2等参数，所以在常温采样时以上物质会发生反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2CO3和NH4HCO3。当在高温伴热时烟气中原有的副产物就会分解生成气态NH3、SO2和CO2。因此常规方法和高温伴热都存在不可解决的问题。而赛默飞世尔科技的稀释技术非常出色的解决了以上问题,可准确监测到烟道中NH3,CO2,SO2的数据。这就使得赛默飞世尔科技烟气监测系统在脱硝系统中占有非常大的优势脱硝系统中的CEMS应用，主要面临的技术关键问题是：（1）烟气温度高（2）烟尘含量高（3）烟气中含有NH3。 而采用稀释技术将最大限度地避免或降低这些问题对系统的影响，保证系统稳定运行，准确测量。将烟气稀释后，可降低稀释后的样品气的湿度，有效地防止烟气凝结；稀释采样，烟气抽取量非常小，大约为50－300ml/min（一般为50ml/min），是直接抽取法采样抽气量的几十分之一，因此，探头滤芯的工作负荷也大大降低，有效地提高了探头滤芯的使用寿命和有效工作时间；将烟气稀释后，NH3浓度也被稀释，铵盐的形成温度大大降低，降低了NH3对系统的影响，同时由于凝结问题的解决，也彻底解决了NH3溶解对系统的影响，同时也降低了NH3在传输过程中吸附的影响。因此，稀释法是脱硝系统CEMS的优选方法。 稀释法采样探头（高温、高尘条件）对于粉尘含量较高达到几克甚至上百克每立方米的环境，我们选用PRO2000W型烟道外稀释探头。采用烟道外稀释探头最高可承受摄氏540度高温。并且使用INCONEL600材质可以有效阻止NH3的接触反应。它此种型号探头前端安装一长度为52”的取样探针，安装时探针向下倾斜5度，这样当烟气经过探头前端以50-100CC/min的流速流向探头时，由于样气流速很慢致使大于15 microns的粉尘首先沉积到探针外壁（见图1），然后再进入一温度控制在140°C±5.5°C (285°F ± 10°F)的过滤器。滤芯是由Teflon 包裹的玻璃纤维惰性材质，孔径为0.1 micron 。探头设有反吹装置（见图2）在反吹是高压空气通过反吹管直接作用在滤芯和探针上，可完全清除粉尘。反吹频率视现场实际情况调节。在过滤器出口经过音响小孔后与干燥的稀释空气混合（稀释比例16:1到100:1）。混合后样气（流量5－10L/min）经取样管传送到分析仪器。 探头控制器CTL2000用于探头加热控制，19”机架安装，过滤器/抽气器加热设定温度为140.5°C (285°F)；通过在探头上的热电阻测量探头温度，加热温控器可提供报警输出。电源容量：30 W环境温度：-20°C (-4°F) 至 50°C (122°F)重量：18 lbs. (8.3 kg) 采样管线由于稀释样品的露点低而无需跟踪加热，所以连结采样探头和分析仪器的采样管线是无需加热型的。稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成，其中两根分别用于往采样探头输送校准气和稀释空气，一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品，另一根用于探头部分的真空度监测。 稀释空气净化系统稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油，以及必要时除CO2和浓度过高的空气本底中的SO2和NOX的仪表空气，它应该是干燥的,露点为-30°C 到 - 40°C ， 压力620 ± 68 KPa。赛默飞世尔科技采用专门的空气净化装置，很好地满足了以上要求。 自动校准稀释系统可在预先设定的时间间隔内自动或手动对仪器的零点及跨度进行系统校准。系统校准是将校准气注入到探头顶部，对系统的所有部件包括探头过滤器、采样管线、探头控制器以及分析仪器进行校准，这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行的部分校准具有本质的区别，是美国EPA唯一认可的校准方式。系统校准可由手工完成或由数据处理器自动设定完成，也可以通过网络由远程控制实现。系统采用干燥压缩空气校准零点，采用钢瓶气校准跨度。数据采集及处理系统将规定值与校准数据进行比较，以检验仪器的准确度，根据美国EPA的要求对数据进行有效性判断，在有效的情况下可以自动进行数据修正。系统校准在美国环保局要求中规定是必须的，无论针对何种采样系统。否则无法判定监测系统的系统误差。

一、项目背景 自“十一五”开展主要污染物减排以来，“三大体系”(科学的污染减排指标体系、准确的减排监测体系、严格的减排考核体系)建设作为加强环境监管的重要手段，在全国各地全面铺开。而其中污染源自动监控因其具有自动、实时、在线等特点，可提供海量的排污口监测数据，使环保部门能在第一时间掌握最新的污染源排放及治理设施运行情况，有着传统环境监察、监测手段无可比拟的优势，已经愈来愈成为环境保护日常管理工作中的一个重要内容。 “十一五”至今，各省市一直致力于建立完善污染源自动监控管理制度，强化污染源现场端自动监控设施的建设运行，努力建立运行保障机制，力求用好污染源自动监控这个海量记忆、时刻警备的“千里眼”，开拓出一整套行之有效的环境监管模式。 “2017年是‘十三五’规划的落实年,是大气污染防治行动计划的收官年、检验年,也是土壤污染防治行动计划的开局之年。”各省市也在积极推进检验这几年的治理成效，2017年3月11号据山西三秦都市报报道“西安35家大气重点污染源企业将全部向社会公开在线监测数据”更多的民众参与到监督执法的过程中。山东省也提出：到2020年，污染源自动监控数据有效传输率、企业自行监测结果公布率保持在90%以上，污染源监督性监测结果公布率保持在95%以上。二、方案概述天津智易时代烟气在线监控LED发布系统是将智能监测终端设备的监测数据，通过数采仪无线传输到云平台，在云平台端进行实时监测数据的存储，分析，并将实时监测数据发布到指定的LED显示大屏上，最终实现在线监测数据公开化，透明化。 三、Web端发布平台3.1监测点位GIS地图在线显示系统内所有监测点位按所属行政区域进行归类和展示，图标上方注有具体的地理位置，方便用户直观、一目了然掌握各个监测点位的部署情况和实时监测情况，系统提供多种方式的地图效果（矢量、卫星、三维）来实时显示空气子站的位置和实时数据。 3.2站点数据实时状态查看用户点击监测点位图标后系统自动显示监测参数实时数据等信息，监测因子可以按照不同需求进行定制，显示时间段分为实时状态值、最近一小时值、最近24小时值等。 3.3数据图表展示数据展示支持折线图、柱状图、表格等多种形式，展示的内容包括空气质量指数和各项监测因子浓度的分钟值、小时值，方便用户查看时间段内空气质量变化趋势和污染物浓度变化情况，同时可以进行监测点位之间的各项参数的对比分析，用户可以自主设定展示的时间区间。 3.4监测数据导出系统提供空气质量、气象数据导出功能，用户在设置时间类型、站点、时间段以后即可实现数据导出，内容包括点位信息、数据更新时间、监测实时浓度值。其中数据有效率按照国家标准进行计算，分钟值以后端数据传输判定为准，小时值以每小时收集45个分钟值为准，日均值以每天收集22个小时值为准，其余时间区间以日均值有效天数为准。 四、LED端 LED发布系统中的LED屏采用P10户外单红显示单元板拼接而成，系统可以支持将实时监测数据通过无线传输模块显示在LED屏幕，显示内容可以根据要求进行增减。 项目案例陕西韩城多家烟气排放企业应政府要求，将实时监测数据在LED大屏上公示于众 LED端不仅有单彩显示屏，还有其他双彩、全彩等多彩显示屏，如下图所示：多彩显示屏