一、產品概述

   煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網絡通訊技術，實現了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內煤種較雜、煤質變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術上進行了改進。并按照國家標準設計定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關量輸入輸出接口，可實現現場總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運行方便靈活。

    煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）是功能齊全，整體水平固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：

    1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)，采用激光后散射單點監(jiān)測。

    2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀（SO2、NOX、CO、CO2、HCL、HF、NH3）

    3、煙氣含氧量、煙氣流量、壓力、溫度，濕度等煙氣參數連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

    4、數據處理與遠程通訊系統(tǒng)  CEMS廠家磚窯廠 *冶金廠

二、技術說明

◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度；

◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術或紅外線NDIR分析技術；

◢ O2采用電化學氧電池；CEMS廠家磚窯廠 *冶金廠

◢ 濕度采用高溫電容法；

◢ 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法；

◢ 粉塵采用激光后散射法；

◢ 紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3、Cl2、H2S、O3等氣體；

◢ 與抽取熱濕法CEMS相比，本系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、響應速度快、維護方便等優(yōu)點；

◢ 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設備維護簡單等優(yōu)點；

◢ 本分析儀整機結構緊湊，方便運輸和安裝。

◢ 系統(tǒng)運行數據采集率≥90%，系統(tǒng)提供的檢測數據資料可用率≥90%，并具有查閱歷史數據功能。

◢ 輸出單位：對所檢測煙氣的各種參數，系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4～20mA標準模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3，流量計測出流速信號應折算成體積流量Nm3/s輸出，溫度單位為℃。

◢ 系統(tǒng)能夠真正實現無人職守運行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報警功能，包括：測量元件/檢測探頭的失效、超出量程、采樣流量不足、反吹壓力低、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低、預處理系統(tǒng)故障、分析儀器故障等。

 排放指標不合格


裝置運行初期兩個月，每周取樣檢測，排放指標正常，非甲烷總烴維持在80mg /m3 以下，苯維持在2mg /m3 以下。


運行兩個月后，非甲烷總烴排放超過10000mg /m3 ，活性炭飽和。分析原因，一方面，由于冷箱內結霜嚴重，提高了進入吸附罐的有機物濃度; 另一方面，真空解吸不能*將活性炭解吸，導致被吸附的有機物逐漸積累，以致活性炭飽和，甚至失活。


3 裝置改造


3.1 設備改造


考慮到干式螺桿真空泵的使用要求和本裝置的實際情況，將干式螺桿真空泵更換為更可靠的無油干式渦旋真空泵，其對進氣顆粒物和液滴的接受性更強，適于長周期穩(wěn)定運行。真空泵入口增設5μm 過濾器，保證少的雜質進入真空泵腔體。


真空泵出口管道增設保溫和電伴熱，防止高濃度解吸氣在環(huán)境溫度較低時冷凝，保證真空泵正常運轉。


3.2 工藝改造


考慮到真空解吸不能使活性炭解吸*，增設活性炭罐熱氮氣吹掃系統(tǒng)。


具體地，在現有吸附罐氮氣吹掃管線增設氮氣電加熱器，用于對氮氣進行加熱; 在真空泵入口管道引出一條支路至冷箱入口，該支路上設置開關閥和風冷冷卻器，用于對吹掃后的熱氮氣尾氣進行降溫和再處理。






1 - 凝液收集罐; 2 - 氣液分離罐; 3 - 液位變送器; 4 - 風機; 5 - 冷箱; 6 - 制冷機組; 7 - 吸附罐進口閥A; 8 - 吸附罐進口閥B; 9 - 吸附罐A; 10 - 吸附罐B; 11 - 溫度變送器A; 12 - 溫度變送器B; 13 - 溫度變送器C; 14 - 溫度變送器D; 15 - 溫度變送器E; 16 - 溫度變送器F; 17 - 吸附罐出口閥A; 18- 吸附罐出口閥B; 19 - 吸附罐破真空閥A; 20 - 吸附罐破真空閥B; 21 - 吹掃氣進口閥A; 22 - 吹掃氣進口閥B; 23 - 吸附劑床層A; 24 - 吸附劑床層B; 25 - 真空脫附閥A; 26 - 真空脫附閥B; 27 - 真空泵; 28 - 回液泵; 29 - 外輸液流量開關閥; 30 - 緊急放空閥; 31 - 排放筒; 32 - 加熱器; 33 - 熱氣體溫度變送器; 34 - 熱氣體脫附開關閥; 35 - 冷卻器、36 - 冷卻溫度變送器






活性炭吹掃間歇運行，現以A 罐的吹掃為例，對流程進行說明。


依次打開吸附罐A 真空閥、吸附罐B 進氣閥、吸附罐B 出口閥、制冷系統(tǒng)、吸附罐A 吹掃閥、排氣電磁閥、風冷冷卻器，對吸附罐A 進行氮氣預吹掃，預吹掃2min，排出吸附罐內的空氣。然后，電加熱器打開，開始對氮氣進行加熱，熱氮氣對活性炭床層進行吹掃，氮氣吹掃時間控制在120min 左右，熱吹掃結束后，關閉電加熱器，用冷氮氣吹掃，將床層溫度降低至30℃以下。


吹掃過程中，熱氮氣的路徑依次為: 氮氣管道- 電加熱器- 吹掃閥- 真空閥- 排氣開關閥- 風冷冷卻器- 冷箱- 吸附罐- 排空。


冷氮氣吹掃結束，將床層溫度降低至30℃以下，排氣電磁閥、風冷冷卻器關閉。經吹掃后，正常運行時，非甲烷總烴排放維持在100mg /m3以下，苯排放維持在4mg /m3 以下，達到了排放要求。


采用該種方式吹掃，可以程度的對活性炭床層進行深度解吸附，且解吸氣再次經過冷凝和吸附處理，解吸氣的排放也達到排放標準要求。


3.3 控制系統(tǒng)改造


( 1) 吹掃控制系統(tǒng)


為降低吹掃的勞動強度，在VOCs 治理裝置自帶的PLC 系統(tǒng)中增設吹掃程序，實現吹掃過程的一鍵啟動。


吹掃程序中，預吹掃時間、熱吹掃時間、吹掃后床層溫度均可以由現場操作員手動設定，增強了吹掃操作的便利性和實用性。


( 2) 手動化霜程序


考慮到冷箱回收液相少的現狀，如在VOCs 治理裝置正常運行時增加化霜時間，那么將導致化霜期間進入活性炭罐的有機物濃度升高，縮短吸附罐的連續(xù)運行周期。而且，自動運行時，不易觀察化霜的實際效果和狀態(tài)。


基于實際運行要求，考慮間歇手動化霜，因此增設了手動化霜程序。手動化霜程序中，化霜時間和化霜停止溫度可自主設定，根據現場的實際化霜情況，進行化霜的操作，增強了化霜操作的有效性。


3.4 運行參數調整


經過實踐的摸索，初始設定的運行參數對于VOCs 治理裝置的達標排放是不恰當的，具體地:


( 1) 冷箱溫度上限和下限溫度過高，不能充分發(fā)揮冷凝單元的效果，需進一步降低冷箱溫度;


( 2) 考慮到手動化霜程序的增設，化霜主要的依靠操作員現場操作，因此，可以合理的減少自動化霜時間，使冷箱長周期處于低溫狀態(tài);


( 3) 考慮到真空解吸的局限，可適當延長吸附時間。










4 結論


采用冷凝+ 吸附集成工藝進行苯儲罐VOCs 治理是有效的，能夠實現非甲烷總烴≯100mg /m3 ，苯≯4mg /m3 的排放指標。


對于冷凝裝置，運行中應特別注意冷箱化霜的操作，以及時回收廢氣中的可凝組分，保證進入吸附系統(tǒng)的有機物濃度不超標。


真空解吸對于苯系物的吸附不能*解吸附，需借助熱氮氣吹掃才能充分解吸附。