解決水泥行業CEMS出現測試數據長期為“0”及全程標定超標問題

    水泥行業是繼熱電、鋼鐵行業后，全面實行超低排放的行業。目前，河北、安徽、河南都頒布了水泥行業超低排放大氣排放標準。水泥行業超低排放主要關注的是窯尾尾氣治理后的排放。因水泥窯爐生產工藝特殊，煙氣本身參與了窯爐內水泥反應的傳熱、傳質過程；加之煙氣治理，造成了水泥窯尾煙氣的特殊性，給目前在用的冷干直抽法CEMS造成了諸多問題，而這些問題主要集中在CEMS的預處理部分。
    山東新澤儀器有限公司集多年研發和應用經驗，推出了TK-1000煙氣在線監測系統整體解決方案，可以較好的滿足國家、地方相關標準對CEMS預處理的要求。

    水泥行業超低排放標準簡述
    水泥行業超低排放主要是針對窯尾尾氣治理后的排放。目前超低排放基本控制顆粒物在10mg/m3，SO2基本在35-50mg/m3，NOx在100mg/m3以內。另外，無論是采用何種脫硝工藝，要求總排煙氣的氨逃逸量低于8mg/m3。
    下表1是國標及地方標準相關水泥窯爐（及窯尾余熱利用系統）大氣污染物排放限值的比較。

    水泥窯爐尾氣經環保設施治理后，遵照國家法規的強制要求，必須要在排放口安裝CEMS進行連續的煙氣在線監測，以確保處理后的排放煙氣中污染物濃度滿足國家及地方的排放標準。

    冷干直抽法CEMS預處理的問題分析
    目前在水泥行業超過90%的CEMS為直接抽取法，其中應用較多的是冷干直抽法。無論哪種方法，都因為窯尾尾氣比較復雜，諸如含濕較高、SO2濃度低、氨逃逸濃度較高等，導致CEMS發生較多問題：如SO2測試數據失真，或長期顯示為“0”；系統全程標定無法達標；CEMS分析儀漂移較大，需要頻繁標定等等，給運維公司和企業的環保部門造成了極大的壓力，并涉嫌數據造假；污染源數據失真，和大氣站監測數據邏輯不符，給環保監管部門也造成了很大的挑戰。
    CEMS出現諸如此類的問題，其主要來源就是用于除濕等的預處理系統不能很好的滿足目前復雜、高濕的水泥尾氣。以下就冷干直抽法CEMS預處理最主要的兩大問題進行分析：

    2.1冷凝水問題
    冷凝水問題是所有冷干直抽法CEMS系統最主要的問題之一。
    伴熱管線通常采用電伴熱，但伴熱管在使用一定時間后其加熱效果會下降，在冷點會析出冷凝水；另外，通常伴熱管線只連接到CEMS小屋內的控制機柜，但機柜內有部分樣氣管線沒有伴熱，目的就是通過CEMS小屋的室溫進行自然降溫，在裸露的管線內必然發生冷凝。而冷凝器除濕，則就是對尾氣降溫到3-5℃，使得尾氣中的氣態水冷凝析出并通過蠕動泵排出，從而降低尾氣的含水率，使之適合分析儀檢測。
    窯爐尾氣中被測易溶性氣體，例如SO2、NO2等，會溶于冷凝水（無論是伴熱管冷點析出的冷凝水，還是冷凝器中的冷凝水）而生成相應的酸，從而導致目標酸性氣體的濃度測量值比實際值低，嚴重時還會發生測試值長期為“0”的問題；因為SO2溶入冷凝水，從而導致SO2濃度降低，并延長SO2的響應時間，會導致系統全程SO2標定T90時間超過允許標準。而相應的酸具有較強的腐蝕性，會嚴重腐蝕分析儀的氣室和氣路中其它的金屬部件，從而提高了CEMS系統的維護成本和設備更換成本。
    在現有的CEMS系統中，通常采用提高伴熱溫度避免冷點的發生；冷凝器采用壓縮機雙級制冷；定期檢查、更換蠕動泵管等方式來緩解冷凝水問題。但冷凝水析出的問題是很難避免的，如SO2溶入冷凝水而導致分析誤差的問題。

    2.2逃逸氨問題
    隨著SNCR和SCR在水泥窯尾尾氣治理中的普遍實施，如運行不正常會產生氨逃逸和亞硫酸銨氣溶膠二次污染（就是統稱的銨鹽結晶）問題。氨氣是在SNCR及SCR脫硝反應器的上游煙氣中加入的，為了確保脫硝效率，通常會過量噴氨，以降低排放煙氣中NOx的濃度。高濃度的氨逃逸進入大氣，會發生氣溶膠反應，直接貢獻PM2.5，且會直接對人的呼吸系統造成損害。因此更新的地方標準要求水泥窯窯尾的的氨排放濃度嚴格控制在≤8mg/m3。
    銨鹽結晶會導致CEMS監測分析結果出現誤差，提高了實際的脫硫和脫硝效率（在CEMS內發生了二次的假脫硫或假脫硝），造成SO2或NOx測試數據偏低或測試值偏低的問題，并延長NOx和SO2的分析響應時間，導致系統全程NOx和SO2標定T90時間超過允許標準。
    另外，銨鹽結晶會堵塞取樣管線，降低CEMS冷凝器的冷凝效率，嚴重的會污染分析儀光學鏡片和分析儀氣室，導致CEMS出現諸多問題，大大增加了CEMS運維人員的工作強度。

    山東新澤儀器有限公司是專業從事環境監測、氣體分析儀表的研發、生產、設計、銷售、運營及維護的高新技術企業。公司主要產品有超低煙氣連續監測系統（CEMS）、煙氣連續監測系統（CEMS）、超低抽取式粉塵儀（激光向前散射法）、VOCs在線監測系統（FID原理）、TVOCs在線監測系統（PID原理）、氣相色譜儀、煙氣分析儀、粉塵儀（激光向后散射法）、氨逃逸在線監測設備、窯爐氣體分析系統、冶金行業氣體分析系統、煤化工分析系統、水泥窯氣體分析系統、焦爐煤氣氧分析系統、化工行業氣體分析系統、空分行業氣體分析系統、醫用氧分析儀等。公司可向廣大客戶提供高性價比的CEMS成套方案、VOCs成套方案、氨逃逸成套方案等產品，同時提供安裝、調試、運維等服務。