便携式烟气预处理系统应用比对分析

王成敏

(镇江市环境监测中心站，江苏 镇江 212009)

便携式烟气预处理系统应用比对分析

王成敏

(镇江市环境监测中心站，江苏 镇江 212009)

通过常用的3种典型烟气预处理器进行效果比对，认为污染物在进入气体分析仪之前存在一定的损耗。选择合适的烟气预处理装置以降低污染物在测试管路中的损耗非常重要。

二氧化硫； 氮氧化物； 溶解； 预处理；烟气

环境监测部门监测烟气污染物时往往会发生二氧化硫和氮氧化物监测结果偏低的情况。造成二氧化硫和氮氧化物损耗的主要原因是湿热的烟气遇到相对冷的采样枪管和采样软管会在枪、管内壁形成冷凝水，二氧化硫和二氧化氮都极易溶于水，所以烟气中的二氧化硫和二氧化氮在进入分析仪之前有很大一部分已经损失在采样枪和软管中了。因此在烟气分析仪之前加装烟气预处理系统用来将采样枪、软管加热并且将烟气的水气除去，保证稳定的冷干烟气进入仪器分析仪是最理想的测试状态。本文对常用的3种典型预处理器进行效果比对，以掌握其各自的优势及局限性。

1 比对实验

1.1 比对仪器

选择镇江市环境监测中心站所配的3种烟气预处理装置，分别是青岛崂山应用技术研究所出产的崂应1080c型烟气预处理器(下文简称1080c)，武汉铭为电子出产的ME5201S手持烟气分析仪(下文简称ME5201S)，埃森环境janapo出产的PCS-C型烟气预处理系统(下文简称PCS-C)。3种预处理器的特点见表1。

表1 预处理器特点分析表

烟气分析仪选择青岛崂山应用技术研究所出产的崂应3012H型自动烟尘(气)测试仪(新08代)，其气体分析采用的是定电位电解法[1-2]。

1.2 比对环境

由于稳定温度和湿度的标气选择有困难，所以本文分别在夏季和冬季各选择一天，对全年生产工况较稳定的2个排污单位进行监测对比。2个单位都有CEMS系统，便于比对。2个单位的工况特点见表2。

表2 比对单位工况特点表

1.3 比对方法

比对按照1080c、ME5201S、PCS-C的先后顺序进行，每套设备的取样枪都设定加热至120℃，冷凝器(如果有)温度设定为4℃。采样流量都设置为1.0L/min，每套设备的测试时间为连续测试45min(含加热时间)。测试前也分别对3012H型烟尘(气)测试仪和ME5201S用标准气体对其电化学传感器进行了校准。

2 实验结果

2.1 测试结果

由于实验时间跨度比较大，期间经历了半年左右的时间，所以对3套设备的维护保养和期间核查都进行得比较完善，尽量降低由仪器系统误差带来的影响。测试结果见表3。

2.2 结果分析

此次进行比对实验的2家单位都装配有CEMS系统，同时配备了固定式的烟气预处理系统，都带有加热和除湿的功能。由于该次实验没有条件使用标准气体，因此以每家单位验收合格的稳定的CMES系统测试值为参考，手工监测结果与CMES测试值的相对误差见表4。

表3 预处理系统测试结果表

表4 污染物手工测试与CMES测试相对误差表

由表4可看出：首先，预处理系统对于二氧化硫的处理作用比氮氧化物明显，分析原因，烟气中的二氧化硫成分单一，仅是二氧化硫，而氮氧化物则由一氧化氮和二氧化氮组成，且通常情况下，一氧化氮的含量在90%左右[3]，虽然二氧化氮易溶于水，但数量占优的一氧化氮难溶于水，一氧化氮基本不会在采样管路中损失，最终氮氧化物浓度是以实测的二氧化氮浓度和一氧化氮换算成二氧化氮浓度和计算的，所以氮氧化物也基本不会受冷凝水的影响，导致了氮氧化物处理作用不明显。其次，使用PCS-C型处理器的与CEMS系统测试值相对误差最小，ME5201S其次，1080c效果不佳。分析原因，PSC-C型预处理系统采用的是分体式设计，加热管和除湿系统相互独立，两者通过可加热式软管相连，加热段和除湿段效果都能保证，但体积大、分量重，不易携带；ME5201S手持烟气分析仪将加热枪、除湿器、烟气分析装置集成在一起，外形和普通烟气取样枪差异不大，但由于体积所限，其除湿风扇体积和功率都比较小，因此在含湿量较大的工况下使用时其除湿能力就显得比较有限，使测试结果存在误差。其优点是体积小、重量轻，便于携带。1080c型烟气预处理器外形也与普通烟气采样枪类似，但由于没有除湿单元，其功能仅仅是使采样枪体加热，防止烟气在管壁上形成冷凝水，但烟气本身的含湿量并不能降低，所以遇到烟气湿度较高的情况，其处理效果就不理想，该型采样枪可适用于采集其他难溶于水的污染物或使用其他如非分散紫外法吸收法测试二氧化硫等的情况[4]。第三，烟气预处理系统对于温差大、湿度高的的工段测试结果的相对误差也普遍较小。分析原因，温差大、湿度高的烟气易形成较多的水汽或者冷凝水，烟气预处理系统的除湿性能也有一定的局限性，并不能完全除去在这种工况下的湿度，导致仍然会有一定量的废气量损失。

3 结语

通过此次实验可以得出，在测试二氧化硫时，如果烟气含有水蒸气时应该使用烟气预处理系统。选择的烟气预处理系统必须同时具备加热枪体、管路和除湿的功能。烟气的含湿量较大、烟温和环境温度差距较大时，应使用除湿效果较好的分体式预处理系统；在现场条件较为复杂，如高度高，操作平台面积小时，湿度和温差不大时也可采用一体式预处理系统。

[1]固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法: HJ693-2014[S].

[2]固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法: HJ/T57-2000[S].

[3]刘树根，宁平. 烧结(球团)工艺工程中氮氧化物产生及控制[J].四川环境,2016(3).

[4]闻欣，张笛生. 二氧化硫测定过程中烟气预处理器适用范围研究[J]. 化学分析计量, 2015(3).

Comparative Analysis of Portable Flue Gas Pretreatment Systems

WANG Cheng-min

(Zhenjiang Environmental Monitoring Station, Zhenjiang Jiangsu 212009, China)

Three kinds of typical portable flue gas pretreatment systems were compared. The pollutants got lost before they entered into the monitoring equipment. Therefore, it is significant to select the suitable pretreatment system in order to decrease the loss of pollutants in the process.

SO2; NOx; dissolution; pretreat; flue gas

2017-04-10

王成敏(1983-)，男，江苏省镇江市人，工程师，本科，现从事环境监测工作。

X831

A

1673-9655(2017)04-0096-03