隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)工業(yè)排放煙氣的連續(xù)監(jiān)測(cè)變得越來越重要。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）作為評(píng)估排放水平的關(guān)鍵技術(shù)，其精確性和可靠性直接影響到政府環(huán)保決策和企業(yè)運(yùn)營(yíng)。在眾多CEMS技術(shù)中，熱濕法和冷干法是兩種主流的煙氣采樣和分析方法。本文將對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行比較分析。
? 熱濕法CEMS
熱濕法CEMS是一種在煙氣分析過程中保持煙氣樣本原始溫度和濕度狀態(tài)的技術(shù)，從而直接測(cè)量含水蒸氣的煙氣中的污染物濃度。與冷干法通過冷卻和干燥煙氣樣本以去除水分不同，熱濕法允許煙氣保持其采集時(shí)的熱濕狀態(tài)，這種方法能夠提供更為真實(shí)的排放數(shù)據(jù)，特別適用于對(duì)濕度敏感的測(cè)量和排放標(biāo)準(zhǔn)。其核心在于使用能在高溫高濕環(huán)境下穩(wěn)定工作的特定煙氣分析儀器，直接分析未經(jīng)干燥的樣本，避免了冷卻和干燥導(dǎo)致的樣本變化，如溶解性氣體的丟失或化學(xué)組成的變化。其工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟：
（1）高溫采樣：熱濕法CEMS系統(tǒng)采用耐高溫的采樣探頭，并配備加熱過濾器以去除顆粒物。高溫采樣系統(tǒng)利用射流泵技術(shù)抽取煙氣，通過高壓氣體產(chǎn)生的負(fù)壓將煙氣吸入系統(tǒng)。
（2）高溫傳輸：采集到的煙氣樣本通過加熱的采樣管進(jìn)行傳輸，以防止水蒸氣產(chǎn)生。
（3）高溫測(cè)量：煙氣樣本在保持其原始溫度和濕度的狀態(tài)下，直接送入分析儀器進(jìn)行污染物測(cè)定。測(cè)量數(shù)據(jù)為熱式數(shù)據(jù)，無需進(jìn)行干濕度修正。
? 冷干法CEMS
冷干法CEMS主要應(yīng)用于工業(yè)排放大氣污染物監(jiān)測(cè)。其核心在于通過冷凝除濕和過濾除塵技術(shù)，確保樣氣在進(jìn)入分析儀前達(dá)到干燥狀態(tài)。其工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟：
（1）樣氣抽?。和ㄟ^采樣探頭從排放源處抽取燃燒廢氣樣品。采樣探頭通常具備除塵、加熱和恒溫控制等功能，以確保在抽取過程中煙氣中的顆粒物被去除，并防止冷凝水的形成。
（2）伴熱傳輸：抽取的樣氣通過伴熱傳輸管線輸送至分析小屋。伴熱管線通常采用電伴熱，以保持樣氣在傳輸過程中的溫度高于露點(diǎn)溫度，避免冷凝水的產(chǎn)生。
（3）預(yù)處理系統(tǒng)：樣氣進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。預(yù)處理系統(tǒng)的主要任務(wù)是去除樣氣中的水分、顆粒物和其他腐蝕性氣體。預(yù)處理通常包括兩級(jí)冷凝脫水和細(xì)過濾器。
分析儀器：經(jīng)過預(yù)處理后的樣氣進(jìn)入分析儀器進(jìn)行成分分析。常用的分析方法包括非分散紅外吸收法（NDIR）、紫外差分吸收法（DOAS）等。
指標(biāo) | 熱濕法CEMS | 冷干法CEMS |
預(yù)處理 | 熱管抽取+全程高溫伴熱 | 熱管抽取+冷凝 |
可靠性/可維護(hù)性 | 省去了各種復(fù)雜的冷凝預(yù)處理設(shè)備和排水裝置，煙氣經(jīng)過簡(jiǎn)單流路即可完成分析，極大的降低了預(yù)處理故障幾率維護(hù)量很小，操作容易 | 需要多級(jí)冷凝器、蠕動(dòng)泵、排水閥、儲(chǔ)水罐，汽水分離器濕度報(bào)警等一系列冷凝預(yù)處理部件，復(fù)雜，故障幾率高，維護(hù)量大，操作不易掌握 |
SO2損失 | 低;高溫測(cè)量，避免冷凝水吸收SO2，因此SO2測(cè)量精度高 | 高;常溫測(cè)量，無法避免預(yù)處理過程中冷凝水對(duì)S02的吸收 |
抗堵塞 | 無結(jié)晶物析出，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶堵塞問題 | 冷凝帶來結(jié)晶物析出，易造成系統(tǒng)堵塞 |
抗腐蝕 | 無冷凝水析出，無酸液生成，不易造成系統(tǒng)腐蝕 | 持續(xù)大量生成腐蝕性酸液，系統(tǒng)易腐蝕，管路老化快 |
分析儀表 | 必須能適應(yīng)高溫測(cè)量，一般在100-200℃ | 常溫儀表 |
對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)要求 | 低;無需除水即可測(cè)量，抗粉塵干擾 | 高;要求除塵、降溫、除水、 |
取樣泵 | 采用射流泵，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高 | 使用機(jī)械式運(yùn)動(dòng)泵(隔膜泵)，故障率高，易腐蝕 |
測(cè)量數(shù)據(jù) | 濕基數(shù)據(jù) | 干基數(shù)據(jù) |
適應(yīng)工況 | 絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合 | 冷凝水對(duì)樣品氣濃度影響不大的工況 |
? 結(jié)論
綜合比較熱濕法和冷干法CEMS，熱濕法因其在準(zhǔn)確性、簡(jiǎn)化流程和適用范圍方面的優(yōu)勢(shì)而脫穎而出。它能夠提供更為真實(shí)的排放數(shù)據(jù)，尤其適合對(duì)濕度敏感的測(cè)量和排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然熱濕法在設(shè)備要求和成本方面面臨挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，這些限制正在逐漸被克服。
熱濕法CEMS代表了煙氣監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來方向，它不僅能夠提供更高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還能適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。因此，對(duì)于尋求高精度和高可靠性監(jiān)測(cè)解決方案的企業(yè)來說，熱濕法CEMS無疑是更優(yōu)的選擇。
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