超低排放一般是指達(dá)到現(xiàn)行《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中規(guī)定的燃?xì)廨啓C(jī)組要執(zhí)行“大氣污染物特別排放限值”,將達(dá)到或者低于燃機(jī)排放限值的情況稱為燃煤機(jī)組的“超低排放”。隨著大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的實施,對環(huán)保設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求,同樣,連續(xù)監(jiān)測煙氣排放的CEMS系統(tǒng)設(shè)備的準(zhǔn)確性、可靠性提出了更高的要求,常規(guī)CEMS設(shè)備已經(jīng)不能滿足低量程測量要求,合理選擇CEMS設(shè)備,保證煙氣達(dá)標(biāo)排放顯得尤為重要。本文就超低排放氨-肥法脫硫工程中的CEMS選型進(jìn)行分析。
2"大氣污染物排放指標(biāo)
2.1"《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中對大氣污染物排放濃度限值規(guī)定見表1:
表1:
2.2"國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部和國家能源局等三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)lt;煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)gt;的通知》(發(fā)改能源[2014]2093號)中對大氣污染物排放濃度限值規(guī)定見表2:
表2:
3"氨-肥法煙氣脫硫裝置排放煙氣的工況指標(biāo)和特點
3.1"排放指標(biāo)
為了達(dá)標(biāo)排放,氨-肥法煙氣脫硫裝置也在針對超低排放進(jìn)行了技術(shù)升級,正常運(yùn)行工況下脫硫出口的超低排放指標(biāo)見表3:
表3:
3.2"氨-肥法煙氣脫硫出口的排放煙氣特點
排放煙氣中含有SO2、NOx、氨、逃逸粉塵、水蒸汽等多種物質(zhì)成份,且煙氣溫度≤50℃,在此溫度下,水蒸汽為飽和狀態(tài),煙氣中會有大量霧滴出現(xiàn)。在這種工況下,由于SO2含量很低,且SO2易溶于水,傳統(tǒng)CEMS的系統(tǒng),在冷凝管除水時就會出現(xiàn)SO2和NO2溶解于水丟失的情況;由于受水霧的干擾,傳統(tǒng)原位式激光粉塵儀也無法正確測量低含量的粉塵。
4"CEMS設(shè)備選型
4.1煙氣分析儀量程的選擇
4.1.1按照《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ/T"76-2007)中“氣態(tài)污染物的濃度應(yīng)不低于所選測定系統(tǒng)使用量程的30%。”的規(guī)定進(jìn)行計算:
當(dāng)SO2≤35mg/m3時,SO2儀表量程≤116.67mg/m3;
當(dāng)NOx≤50mg/m3時,NOx儀表量程≤166.67mg/m3(排放以NO2計),如折算為NO量程,則NO量程為≤108.7"mg/m3;
參照以上規(guī)定,煙塵儀的量程選為0~15"mg/m3。所以,煙氣分析儀量程可按表4選擇。
表4:
2.1.2按照《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ/T"76-201X)征求意見稿中“氣態(tài)污染物的濃度應(yīng)不低于所選測定系統(tǒng)使用量程的20%。”的規(guī)定計算,
當(dāng)SO2≤35mg/m3時,SO2儀表量程≤175mg/m3;
當(dāng)NOx≤50mg/m3時,NOx儀表量程≤250mg/m3(排放以NO2計),如折算為NO量程,則NO量程為≤163.1"mg/m3;
參照以上規(guī)定,煙塵儀的量程選為0~20"mg/m3。
所以,煙氣分析儀量程可按表5選擇。
表5:
4.2""煙氣分析儀的選擇
煙氣分析儀主要測量氣態(tài)污染物SO2、NOX,是CEMS系統(tǒng)的核心,也是設(shè)備選型的主要對象。常規(guī)SO2最小量程大于或等于200mg/m3"的分析儀已經(jīng)不能滿足環(huán)保監(jiān)測要求,必須采用最小量程小于175mg/m3的儀器,針對低排放對分析儀的要求和目前市場上的CEMS設(shè)備的實際配置情況,現(xiàn)在總結(jié)出來四種可行方案:①加酸冷干法系統(tǒng),即:系統(tǒng)采樣探頭、伴熱管線還是采用高溫伴熱,在樣品進(jìn)入冷凝器器時加入酸,使得在冷凝降溫后樣品中的SO2和NO2損失減少,可以滿足測量要求。代表廠家:ABB。②熱濕法系統(tǒng),即:整個采樣系統(tǒng)采用高溫伴熱取樣,且不除去樣品中的水分。儀表采用高溫FTIR分析儀或高溫紅/紫外分析儀。在這個系統(tǒng)中,無樣品冷凝發(fā)生,可以滿足測量要求。代表廠家:德國SICK(高溫紅外)、德國福德仕(高溫紅外)、聚光(高溫紫外)。③熱干法系統(tǒng),即:采用美國博純的NAFION技術(shù),在樣品高溫?zé)o液態(tài)水冷凝器的前提下,通過干燥氣除去氣態(tài)樣品中的氣態(tài)水。通過這樣的處理,樣品露點通??梢宰龅?15℃左右,可以滿足測量要求。代表廠家:美國博純。④稀釋法系統(tǒng)。即:通過零氣將過程氣體按一定比例稀釋并抽取進(jìn)行分析,這樣稀釋后的樣品氣露點會升高,以至于樣品不會有液態(tài)水凝結(jié)出來,也就不存在SO2丟失了。通常稀釋后樣品含量很低,需要ppb級的儀表進(jìn)行測量,可以滿足測量要求。代表廠家:美國賽默飛世爾、日本堀場、上海華川。
4.3"煙塵儀的選擇
①原位光散射法透和光透射法:原位光散射法透和光透射法直接對煙囪(或煙道)中的煙氣進(jìn)行測量,測量過程中容易受到煙氣中霧滴的影響,無法在氨法脫硫出口低溫?zé)煔庵姓_測量煙塵濃度。②抽取式光學(xué)法:目前比較流行的就是使用熱空氣對煙氣進(jìn)行一定比例的稀釋,然后再進(jìn)入高溫抽取系統(tǒng)對煙氣液態(tài)水霧進(jìn)行氣化,最后再用激光透射法或散射法對粉塵濃度進(jìn)行測量,可以滿足測量要求。代表廠家:德國杜拉格、德國福德仕、德國SICK、聚光科技。③β射線法:β射線法測塵儀是一種測定空氣中含塵量的儀器。其原理為β射線穿過待測定物質(zhì)后,其強(qiáng)度衰減程度僅與被穿透物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān),而與其物理、化學(xué)性能無關(guān)。當(dāng)儀器按規(guī)定流量抽取空氣樣品,氣體通過帶狀濾紙過濾,使粉塵集中到該濾紙上,捕集。