“十三五”超低排放改造∣煙氣成分監(jiān)測(cè)技術(shù)全解析

2017-06-22 09:08

“十三五”開(kāi)局以來(lái)，國(guó)內(nèi)逐步開(kāi)始了燃煤電廠超低排放改造的戰(zhàn)略布局，隨著超低排放改造的實(shí)施，煙氣水分含量增大，煙氣特性發(fā)生了較大改變，對(duì)煙氣成分監(jiān)測(cè)的***性提出了更高要求。因此，分析對(duì)比各種煙氣監(jiān)測(cè)技術(shù)的性能特點(diǎn)與實(shí)用價(jià)值，提出適用于超低排放改造的在線煙氣成分監(jiān)測(cè)技術(shù)，為燃煤電廠煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選型提供參考，對(duì)“十三五”燃煤電廠超低排放改造具有重要的指導(dǎo)意義。

據(jù)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》改造后煙氣中二氧化硫、氮氧化物排放的限值執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)分別為35mg/m3、50 mg/m3。因此，國(guó)內(nèi)煙氣成分監(jiān)測(cè)設(shè)備必須滿足煙氣中二氧化硫、氮氧化物的低量程測(cè)定需求。下面介紹幾種煙氣成分監(jiān)測(cè)技術(shù)，分析總結(jié)適用于超低排放煙氣成分的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，以供大家選型。

1二氧化硫監(jiān)測(cè)技術(shù)

常見(jiàn)的二氧化硫單一組分檢測(cè)方法包括：碘量法、溶液電導(dǎo)率法、定電位電解法以及紫外熒光法等。其中紫外熒光法較適用于煙氣中氮氧化物體積濃度的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。

1.1碘量法

碘量法是在采樣前把淀粉指示劑加入碘標(biāo)準(zhǔn)溶液中，采用過(guò)程中生成硫酸根離子與碘發(fā)生反應(yīng)，使溶液由顏色變成無(wú)色，達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)。通過(guò)控制吸收液的溫度和控制氣體介質(zhì)中二氧化硫、吸收液中碘的反應(yīng)時(shí)間（3~6min）以及采樣氣體流量，防止電揮發(fā)損失，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，此種方法又稱為直接碘量法。另外采樣器是利用間接碘量法，利用溶液吸收二氧化硫，然后加淀粉指示劑，***由碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色終點(diǎn)。該檢測(cè)方法檢測(cè)下限為0.01umol/mol。

1.2 溶液電導(dǎo)率法

溶液電導(dǎo)率法是利用溶液在溫度恒定時(shí)，有與其濃度相對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率。當(dāng)該種溶液吸收氣體或與氣體發(fā)生反應(yīng)時(shí)，其電導(dǎo)率發(fā)生變化，測(cè)出電導(dǎo)率從而求出氣體濃度。檢測(cè)二氧化硫所用的溶液為硫酸酸性雙氧水溶液或碘溶液，吸收氣體介質(zhì)中的二氧化硫，二氧化硫被雙氧水或碘氧化成硫酸，然后由標(biāo)準(zhǔn)電極（鉑電板）和工作電極測(cè)出溶液增加的電導(dǎo)率從而求出二氧化硫的濃度。

1.3 定電位電解法

采用該檢測(cè)方法的儀器核心是二氧化硫傳感器，當(dāng)待測(cè)氣體介質(zhì)進(jìn)入傳感器氣室，通過(guò)滲透膜進(jìn)入電解槽，使在電解液中被擴(kuò)散吸收的二氧化硫在規(guī)定的氧化電位下進(jìn)行定電位電解，根據(jù)電解電流求出二氧化硫濃度。當(dāng)工作電極達(dá)到規(guī)定的電位時(shí)，被電解質(zhì)吸收的二氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生電解電流，在一定范圍內(nèi)其大小與二氧化硫濃度成正比。

1.4 紫外熒光法

紫外熒光法適用于SO2濃度在線監(jiān)測(cè)，根據(jù)物質(zhì)分子吸收光譜和熒光光譜能級(jí)躍遷機(jī)理，采用Zn燈照射SO2氣體分子，使其吸收波長(zhǎng)為190mm-230mm的紫外光成為激發(fā)態(tài)分子SO2*，由于SO2*不穩(wěn)定，會(huì)瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出波長(zhǎng)為330 nm的特征熒光。在低濕度條件下，濃度在0~143mg·m3范圍內(nèi)時(shí)，特征熒光的強(qiáng)度與SO2濃度成線性關(guān)系，即可通過(guò)檢測(cè)熒光強(qiáng)度計(jì)算SO2濃度。這種方法可長(zhǎng)距離輸送氣體介質(zhì)，不用加熱保溫，易于維護(hù)、管理。

1.5 小結(jié)

碘量法檢測(cè)準(zhǔn)確度高，但操作復(fù)雜，硫化氫等還原性物質(zhì)對(duì)其測(cè)定結(jié)果影響較大，分析樣品的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，不適用于連續(xù)在線監(jiān)測(cè)；溶液電導(dǎo)率法設(shè)備費(fèi)用較低，易于推廣，但抗干擾性能較差，需經(jīng)常標(biāo)定，長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)誤差且不易于維護(hù)；定電位電解法在濕法操作上維護(hù)管理方便，但像所有電化學(xué)傳感器一樣，電解傳感器的輸出信號(hào)隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸衰降或“老化”，使用年限一般為1-2年，需要經(jīng)常更換。因此，這三種檢測(cè)方法均較適用于二氧化硫濃度的短期檢測(cè)。而紫外熒光法具有操作簡(jiǎn)單、精度較高、抗干擾強(qiáng)、分析速度快等特點(diǎn)，是檢測(cè)煙氣中二氧化硫濃度的理想儀器，可***應(yīng)用于電力、石油、化工、環(huán)保等具有燃煤鍋爐的排污現(xiàn)場(chǎng)，能夠過(guò)對(duì)污染源的排放情況進(jìn)行***連續(xù)在線監(jiān)測(cè)