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工作时间:9:00-18:00

氮氧化物尾气分析仪(紫外法)

项目背景:

什么是氮氧化物

广义的氮氧化物包括多种化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。在环境治理与监测领域,氮氧化物主要指锅炉尾气排放的一氧化氮 (N0),二氧化氮(NO2)。

氮氧化物的危害

NOx的危害还在于它能与碳氢化合物在太阳照射下发生一系列光化学反应,而生成光化学烟雾,第二是产生酸雨,第三是存在于平流层中的NOx对臭氧层有破坏作用,第四是对人体的呼吸系统产生剌激作用,甚致发生支气管炎,使农作物减产,树木枯死,金属损坏等。

氮氧化物的来源

人为方面的来源站主导,主要由工业锅炉燃烧排放,机动车尾气排放等。

各地出台的政策标准

随着环境治理的推进,我国烟气治理技术的成熟,锅炉单台容量的快速增大,现有的锅炉大气污染物排放标准已显得较为宽松。政府开始鼓励企业逐步淘汰小型燃煤锅炉。对燃气锅炉进行低氮改造。并且制定了历史最严排放标准。各地陆续出台针对氮氧化物的排放标准:

北京标准要求,2017年4月1日起,新建锅炉必须低于30毫克/立方米,在用的必须低于80毫克/立方米。北京市现有燃气锅炉配置的都是传统燃烧机,根据有关部门抽样调查的结果,其中85%以上的燃气锅炉NOx值在150毫克/立方米以上,几乎没有燃气锅炉可以达到新标准的要求。为了实现既有燃气锅炉排放达标,所有在用锅炉都需要进行低氮技术改造。更换低氮燃烧器和加装烟气再循环装置。前者能在燃烧时,控制氮氧化物的生成;后者则能对尾部烟气中的氮氧化物进行处理,减少污染物排放。

天津印发《天津市2018年燃气锅炉低氮改造工作方案》,全面加快燃气锅炉低氮改造,科学削减氮氧化物等污染负荷,持续改善全市空气质量。在施工保障上,市环保局会同市市场监管委发布燃气锅炉低氮改造工作要求,保障锅炉安全运行。在技术选定上,对不同企业类型逐一研究可接受的改造方式,逐一确定改造目标浓度,确保改造工作平稳有序推进。在资金引导上,市环保局会同市财政局印发实施全市燃气锅炉低氮改造项目定额补助实施办法及相关配套文件,以浓度定额度,引导有条件的锅炉氮氧化物排放浓度达到30毫克/立方米以下,确保低氮改造项目的环境效益。

河北为进一步深化锅炉污染治理,消减氮氧化物排放,改善大气环境质量,打赢蓝天保卫战,河北省大气污染防治工作领导小组办公室发布了冀气领办【2018】177号文。文件要求到2020年6月底前,现有非电燃气蒸汽锅炉,热水锅炉,层燃炉和抛煤机炉全部完成低氮燃烧改造,烟尘,二氧化硫和氮氧化物排放限值为5mg/m3,10mg/m3,30mg/m3,新建燃气锅炉同步安装低氮燃烧装置并达到排放标准要求。20蒸吨/小时以下燃气锅炉要安装氮氧化物尾气分析仪。

项目介绍

基于各地对氮氧化物的治理与监测要求,我司开发了针对燃气锅炉尾气排放的监测装置PC600-NOx-H氮氧化物尾气分析仪。该分析仪是基于紫外差分吸收光谱技术(UV-DOAS)的一款高端烟气监测产品。它不但适用于监测燃气锅炉尾气排放中 NOx的实时浓度,还能连续监测烟(管)道气中的 SO2、NH3、H S、CS 、C H 、CH O、COS 的排放浓度,检测下限达到 1 mg/m3,完全满足超低排放的性能指标要求。

项目设计依据

GB-12519-2010   分析仪器通用技术条件

GB 50131-2007       自动化仪表工程施工及验收规范

GB 3095-2012     环境空气质量标准

GB/T16157-1996  固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

GB50093-2002    自动化仪表工程施工及验收规范

HJ 75-2017       固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)

GB/T 37186-2018  气体分析 二氧化硫和氮氧化物的测定 紫外差分吸收光谱分析法

HJ 76-2017      固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(试行)

HJ/T212-2017     污染源在线自动监控(监测)系统传输标准

HJ/T 352-2007     环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范(试行)

HJ/T 47-1999      烟气采样器技术条件

GB/T 15464-2008   仪器仪表包装通用技术条件

测量参数

NO,NO2,O2 ,SO2(选配)、温压流(选配);

测量方法

烟气采样方法:高温伴热抽取;

NO测量方法:紫外差分吸收光谱分析技术(DOAS);

NO2测量方法:紫外差分吸收光谱分析技术(DOAS)

SO2测量方法:紫外差分吸收光谱分析技术(DOAS)

O2测量方法:电化学;

烟气温度测量方法: 热敏电阻(或热电偶);

烟气压力测量方法:压力传感器;

烟气流速测量方法:微差压法(皮托管);

烟气湿度测量方法:阻容法;

系统特点

◆国标方法,锅炉烟气在线监测普遍采用的方法,测量精准,寿命长,长期在线监测漂移小。

◆与传统的电化学方法相比,具备无信号衰减,无传感器寿命限制。

◆光源采用脉冲氙灯,理论寿命达5年,脉冲氙灯属冷光源,与红外光源相比,具有寿命长,稳定性好,无预热时间的优点。

◆不需要每次标定,维护周期长,维护方便。

◆气体交叉干扰小,水的叠峰与临峰干扰小,他别适合高湿,低硫环境,尤其适用于燃气锅炉低氮改造的氮氧化物监测,湿法脱硫氨法脱硝等环保治理工艺所排放的高湿度烟气的低 SO2、低 NO2 及氨逃逸监测。;

◆检测气室折返式光路设计,光程长,气体分辨率高,检测限高;

◆直接测试烟气中的 NO、NO2,无需钼转换;

◆内置气室气压及温度检测及修正,提高监测结果的准确性;

◆模具化光学光路设计,提高仪器稳定性,降低环境温度变化对监测结果的影响;

◆可拓展 H2S、CS2、CH3SCH3、C6H6、CH2O、COS 监测项目无需添加硬件,降低购置成

加热室温控

60

1

≤±2

冷干法

SO2UV-DOAS

050100 ppm

0.5ppm

示值误差:≤±5 %FS; 重 复 性:≤2 %

响应时间:≤60 s

零点漂移:1%FS/24 小时;跨度漂移:1%FS/24 小时

量程可选

NO2UV-DOAS

050100 ppm

0.5ppm

NOUV-DOAS

050100 ppm

0.5ppm



系统构成

1,采样单元

采样单元主要由采样泵,定制采样探头和采样管路组成,探头采用优质不锈钢探杆,法兰,镍合金探头滤芯组成,保证了探头的初步过滤效果和使用寿命。采样管路根据现场工况一般选用伴热管。

2,预处理单元

由特制水雾过滤器,精细过滤器、电子制冷除水器、蠕动泵等组成。尤其适合在气体成分复杂,环境恶劣,含水,油雾的环境,保证了进入分析仪的气体洁净,干燥,保证了仪器的寿命和数据的准确。

3,校准单元(选配)

包含标气瓶、标准气体、减压阀等

4,分析单元

NOx分析模块



光源:采用氙灯光源,以脉冲方式工作,寿命可达到 5~10年。

气体室:也称为流通池、测量池,样品流经气体室时将对光源发出的紫外光发生吸收,形成吸收光谱。

光纤:紫外石英光纤,将带有样气浓度信息的光谱传输给光谱仪。

光谱仪:对紫外光进行分光和光电信号转换。

核心计算模块。不同气体有不同的算法。

测量原理

根据紫外差分吸收原理,抽取需要检测的气体经过气室,氘灯(或氙灯)发出的紫外光经过气室后, 被气体中的有关组分吸收。由光谱仪获取被吸收后的紫外光谱,分析气体的特征吸收峰,反演出气体中所含的被测气体组分浓度,并结合气室中的压力、温度等参数,对组分浓度进行温度、压力修正,DOAS技术可以确保计算结果受光路污染、气体中粉尘等杂质的影响小。


NO气体在紫外波段的吸收图



NO2气体在紫外波段的吸收图



工程注意事项

◆尽量安装在室内或站房内,保持比较稳定的环境,安装点应稳定无震动。

◆采用伴热管。

◆远离热源。

◆为了延长设备的使用寿命,建议安装在干燥的环境下。

◆电源接入点应无大的电源干扰,电源供电应稳定充足。

◆采样探头与设备的距离应在30米之内。

◆安装点位于气态污染物混合均匀的位置,测得的气态污染物浓度或者排放速率能代表固定污染源的排放,应优先选择在垂直管段和烟道负压区域,测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。具体要求可以参照HJ/T75中烟气CEMS安装要求。

◆样气经过的器件或管路需选用耐腐蚀性材料。

◆采样探头、采样管线、仪表回路所用的材质为低吸附性和低气体渗透率,不释放干扰物,所监测的物质在气路中能稳定保存。

◆若一个总排气管连接有多个排气支管时,应将连续监测系统安装在该总排气管上,不得只在其中的一个支管上安装一套连续监测系统,将测定值乘上倍数作为整个源的排放结果。

◆施工应满足 GB50205、GB50093、GB50168的有关规定。

◆各联接管路、法兰、阀门封口垫圈应牢固完整,均不得有漏气、漏水现象。

◆所有的管路、气路阀门、排水系统安装后应畅通和启闭灵活。连续监测系统空载运行 24h后,无渗漏现象。

◆连续监测系统应满足设计承压要求,采用模拟试验检验,管路不得出现脱落、漏气、漏水、振动强烈现象。




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