烟气在线监测系统的结构、组成及原理

烟气在线监测系统的结构、组成及原理

烟气在线监测系统（Continuous Emission Monitoring System，简称CEMS）是用于对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测的重要设备。它不仅能实时传输污染源排放信息至生态环境保护主管部门，还具备数据记录、分析和报警功能，对环境保护起到了至关重要的作用。以下是关于烟气在线监测系统的结构、组成及原理的详细介绍。

一、系统结构

烟气在线监测系统主要由以下四个子系统组成：

1. 气态污染物监测子系统
2. 颗粒物监测子系统
3. 烟气参数监测子系统
4. 数据采集与处理子系统

二、系统组成

1. 气态污染物监测子系统
   • 核心设备：烟气测试分析仪，如紫外差分光学吸收光谱法分析仪，用于测量SO2、NOx等气态污染物的浓度。
   • 预处理单元：包括过滤器、采样探头等，确保样品气体的洁净和代表性。
   • 分析单元：通过光谱学、电化学等原理对气体进行分析，得到精确的浓度数据。
2. 颗粒物监测子系统
   • 核心设备：激光后散射法颗粒物监测仪，用于测量烟尘的浓度。
   • 吹扫系统：净化空气吹扫系统确保光学探头的清洁，避免积灰干扰测量结果。
   • 传感器：监测吹扫系统的电机状态和管道连接情况，确保颗粒物监测的准确性。
3. 烟气参数监测子系统
   • 流速仪：测量烟气流速、烟气温度、烟气压力等参数。
   • 传感器：如热敏温度计、皮托管等，用于测量烟气含氧量、湿度等，这些数据用于排放总量的计算和相关浓度的折算。
4. 数据采集与处理子系统
   • 数据采集器：实时采集各项参数，生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度。
   • 计算机系统：生成日、月、年的累积排放量，并将报表实时传输到主管部门。
   • 通讯设备：如外置MODEM和污染源在线自动监控数据采集传输仪，提供无线或有线拨号连入工控机访问烟气在线监测系统测量数据。

三、工作原理

烟气在线监测系统主要基于光谱学、电化学、色谱学等原理，通过采样、传输、分析和报警等一系列环节，实现对烟气排放的实时监测和异常检测。

1. 采样：利用负压吸取烟气，通过管路和流量计将烟气样本送入系统集成样品室，确保样本的稳定性和流量精确性。
2. 传输：传输管路保持样本的稳定性和流量精确性，设计考虑不同排放源的特点和现场环境，确保传输顺利进行。
3. 分析：
   • 光谱学原理：通过测量光与物质相互作用后的光谱信息，获取物质成分和浓度的信息，主要用于检测烟气中的重金属、颗粒物等。
   • 电化学原理：电化学传感器与气体发生化学反应，产生电流信号，用于检测CO、SO2等气体污染物。
   • 色谱学原理：通过不同物质在色谱柱上的分离和检测，实现对复杂组分的分析，常用于检测挥发性有机物等。
4. 报警：系统根据预设的阈值，通过声光报警、短信通知等方式对异常情况进行警示，提醒相关人员及时处理。

四、系统特点

• 高精度：采用高精度采样技术和先进分析技术，确保测量结果的准确性。
• 自动化：系统具备自动校准、自动诊断、自动报警等功能，实现无人值守。
• 智能化：通过远程监控和数据传输功能，方便相关人员随时了解设备运行情况和数据变化。
• 模块化：系统采用模块化结构，组合方便，可根据客户需求进行增减。

烟气在线监测系统在环境保护领域发挥了重要作用，通过对烟气排放的连续、实时监测和异常检测，有效促进了大气污染治理和环境质量的改善。