一、产品概述

   烟气连续在线监测系统运用抽取冷凝采样、后散射烟尘浓度测量、皮托管烟气流速测量及计算机网络通讯技术，实现了固定污染源污染物排放浓度和排放总量的在线连续监测。同时又针对国内煤种较杂、煤质变化大、污染物排放浓度高、烟气湿度大的状况从技术上进行了改进。并按照标准设计定型，提供专业的中文操作平台及中文报表功能、多组模拟量及开关量输入输出接口，可实现现场总线的连接以及多种通讯方法的选用，使系统运行方便灵活。

    烟气连续在线监测系统（CEMS）是功能齐全，整体水平固定污染源在线监测系统。主要由以下几个子系统组成：

    1、固态颗粒物连续监测子系统，采用激光后散射单点监测。

    2、气态污染物连续监测子系统多组分气体分析仪（SO2、NOX、CO、CO2、HCL、HF、NH3）

    3、烟气含氧量、烟气流量、压力、温度，湿度等烟气参数连续监测子系统

    4、数据处理与远程通讯系统  CEMS厂家砖窑厂 *冶金厂

二、技术说明

◢ 抽取冷凝法CEMS能够测量SO2、NOx、O2、温度、压力、流速、粉尘、湿度；

◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光谱（DOAS）分析技术或红外线NDIR分析技术；

◢ O2采用电化学氧电池；CEMS厂家砖窑厂 *冶金厂

◢ 湿度采用高温电容法；

◢ 温度、压力、流速分别采用热敏电阻（PT100）、压力传感器和皮托管微压差法；

◢ 粉尘采用激光后散射法；

◢ 紫外差分吸收光谱（DOAS）分析技术除了能够测量SO2和NOx外，还能够分析NH3、Cl2、H2S、O3等气体；

◢ 与抽取热湿法CEMS相比，本系统具有结构简单、可靠性高、响应速度快、维护方便等优点；

◢ 与原位法相比，分析仪具有支持在线校准、测量值波动小、可靠性高、设备维护简单等优点；

◢ 本分析仪整机结构紧凑，方便运输和安装。

◢ 系统运行数据采集率≥90%，系统提供的检测数据资料可用率≥90%，并具有查阅历史数据功能。

◢ 输出单位：对所检测烟气的各种参数，系统除在就地分析仪器面板上显示外还均以4～20mA标准模拟量信号输出。气态污染物浓度单位使用mg/Nm3，流量计测出流速信号应折算成体积流量Nm3/s输出，温度单位为℃。

◢ 系统能够真正实现无人职守运行，系统具有自诊断功能及主要部件故障报警功能，包括：测量元件/检测探头的失效、超出量程、采样流量不足、反吹压力低、采样头温度低、采样管线温度低、预处理系统故障、分析仪器故障等。

 排放指标不合格


装置运行初期两个月，每周取样检测，排放指标正常，非甲烷总烃维持在80mg /m3 以下，苯维持在2mg /m3 以下。


运行两个月后，非甲烷总烃排放超过10000mg /m3 ，活性炭饱和。分析原因，一方面，由于冷箱内结霜严重，提高了进入吸附罐的有机物浓度; 另一方面，真空解吸不能*将活性炭解吸，导致被吸附的有机物逐渐积累，以致活性炭饱和，甚至失活。


3 装置改造


3.1 设备改造


考虑到干式螺杆真空泵的使用要求和本装置的实际情况，将干式螺杆真空泵更换为更可靠的无油干式涡旋真空泵，其对进气颗粒物和液滴的接受性更强，适于长周期稳定运行。真空泵入口增设5μm 过滤器，保证少的杂质进入真空泵腔体。


真空泵出口管道增设保温和电伴热，防止高浓度解吸气在环境温度较低时冷凝，保证真空泵正常运转。


3.2 工艺改造


考虑到真空解吸不能使活性炭解吸*，增设活性炭罐热氮气吹扫系统。


具体地，在现有吸附罐氮气吹扫管线增设氮气电加热器，用于对氮气进行加热; 在真空泵入口管道引出一条支路至冷箱入口，该支路上设置开关阀和风冷冷却器，用于对吹扫后的热氮气尾气进行降温和再处理。






1 - 凝液收集罐; 2 - 气液分离罐; 3 - 液位变送器; 4 - 风机; 5 - 冷箱; 6 - 制冷机组; 7 - 吸附罐进口阀A; 8 - 吸附罐进口阀B; 9 - 吸附罐A; 10 - 吸附罐B; 11 - 温度变送器A; 12 - 温度变送器B; 13 - 温度变送器C; 14 - 温度变送器D; 15 - 温度变送器E; 16 - 温度变送器F; 17 - 吸附罐出口阀A; 18- 吸附罐出口阀B; 19 - 吸附罐破真空阀A; 20 - 吸附罐破真空阀B; 21 - 吹扫气进口阀A; 22 - 吹扫气进口阀B; 23 - 吸附剂床层A; 24 - 吸附剂床层B; 25 - 真空脱附阀A; 26 - 真空脱附阀B; 27 - 真空泵; 28 - 回液泵; 29 - 外输液流量开关阀; 30 - 紧急放空阀; 31 - 排放筒; 32 - 加热器; 33 - 热气体温度变送器; 34 - 热气体脱附开关阀; 35 - 冷却器、36 - 冷却温度变送器






活性炭吹扫间歇运行，现以A 罐的吹扫为例，对流程进行说明。


依次打开吸附罐A 真空阀、吸附罐B 进气阀、吸附罐B 出口阀、制冷系统、吸附罐A 吹扫阀、排气电磁阀、风冷冷却器，对吸附罐A 进行氮气预吹扫，预吹扫2min，排出吸附罐内的空气。然后，电加热器打开，开始对氮气进行加热，热氮气对活性炭床层进行吹扫，氮气吹扫时间控制在120min 左右，热吹扫结束后，关闭电加热器，用冷氮气吹扫，将床层温度降低至30℃以下。


吹扫过程中，热氮气的路径依次为: 氮气管道- 电加热器- 吹扫阀- 真空阀- 排气开关阀- 风冷冷却器- 冷箱- 吸附罐- 排空。


冷氮气吹扫结束，将床层温度降低至30℃以下，排气电磁阀、风冷冷却器关闭。经吹扫后，正常运行时，非甲烷总烃排放维持在100mg /m3以下，苯排放维持在4mg /m3 以下，达到了排放要求。


采用该种方式吹扫，可以程度的对活性炭床层进行深度解吸附，且解吸气再次经过冷凝和吸附处理，解吸气的排放也达到排放标准要求。


3.3 控制系统改造


( 1) 吹扫控制系统


为降低吹扫的劳动强度，在VOCs 治理装置自带的PLC 系统中增设吹扫程序，实现吹扫过程的一键启动。


吹扫程序中，预吹扫时间、热吹扫时间、吹扫后床层温度均可以由现场操作员手动设定，增强了吹扫操作的便利性和实用性。


( 2) 手动化霜程序


考虑到冷箱回收液相少的现状，如在VOCs 治理装置正常运行时增加化霜时间，那么将导致化霜期间进入活性炭罐的有机物浓度升高，缩短吸附罐的连续运行周期。而且，自动运行时，不易观察化霜的实际效果和状态。


基于实际运行要求，考虑间歇手动化霜，因此增设了手动化霜程序。手动化霜程序中，化霜时间和化霜停止温度可自主设定，根据现场的实际化霜情况，进行化霜的操作，增强了化霜操作的有效性。


3.4 运行参数调整


经过实践的摸索，初始设定的运行参数对于VOCs 治理装置的达标排放是不恰当的，具体地:


( 1) 冷箱温度上限和下限温度过高，不能充分发挥冷凝单元的效果，需进一步降低冷箱温度;


( 2) 考虑到手动化霜程序的增设，化霜主要的依靠操作员现场操作，因此，可以合理的减少自动化霜时间，使冷箱长周期处于低温状态;


( 3) 考虑到真空解吸的局限，可适当延长吸附时间。










4 结论


采用冷凝+ 吸附集成工艺进行苯储罐VOCs 治理是有效的，能够实现非甲烷总烃≯100mg /m3 ，苯≯4mg /m3 的排放指标。


对于冷凝装置，运行中应特别注意冷箱化霜的操作，以及时回收废气中的可凝组分，保证进入吸附系统的有机物浓度不超标。


真空解吸对于苯系物的吸附不能*解吸附，需借助热氮气吹扫才能充分解吸附。