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超低排放煙氣成分監(jiān)測技術(shù)匯總
：國內(nèi)煙氣成分監(jiān)測設(shè)備必須滿足煙氣中二氧化硫、氮氧化物的低量程測定需求。下面介紹幾種煙氣成分監(jiān)測技術(shù)，分析總結(jié)適用于超低排放煙氣成分的在線監(jiān)測技術(shù)，以供大家選型。
“十三五”開局以來，國內(nèi)逐步開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施，煙氣水分含量增大，煙氣特性發(fā)生了較大改變，對煙氣成分監(jiān)測的性提出了更高要求。因此，分析對比各種煙氣監(jiān)測技術(shù)的性能特點與實用價值，提出適用于超低排放改造的在線煙氣成分監(jiān)測技術(shù)，為燃煤電廠煙氣監(jiān)測系統(tǒng)的選型提供參考，對“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)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》改造后煙氣中二氧化硫、氮氧化物排放的限值執(zhí)行標準分別為35mg/m3、50mg/m3。因此，國內(nèi)煙氣成分監(jiān)測設(shè)備必須滿足煙氣中二氧化硫、氮氧化物的低量程測定需求。下面介紹幾種煙氣成分監(jiān)測技術(shù)，分析總結(jié)適用于超低排放煙氣成分的在線監(jiān)測技術(shù)，以供大家選型。
1二氧化硫監(jiān)測技術(shù)
常見的二氧化硫單一組分檢測方法包括：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。
1.1碘量法
碘量法是在采樣前把淀粉指示劑加入碘標準溶液中，采用過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色，達到反應(yīng)終點。通過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)時間（3~6min）以及采樣氣體流量，防止電揮發(fā)損失，保證測量結(jié)果的準確性，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，zui后由碘標準溶液滴定至藍色終點。該檢測方法檢測下限為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，有與其濃度相對應(yīng)的電導(dǎo)率。當該種溶液吸收氣體或與氣體發(fā)生反應(yīng)時，其電導(dǎo)率發(fā)生變化，測出電導(dǎo)率從而求出氣體濃度。檢測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，然后由標準電極（鉑電板）和工作電極測出溶液增加的電導(dǎo)率從而求出二氧化硫的濃度。
1.3定電位電解法
采用該檢測方法的儀器核心是二氧化硫傳感器，當待測氣體介質(zhì)進入傳感器氣室，通過滲透膜進入電解槽，使在電解液中被擴散吸收的二氧化硫在規(guī)定的氧化電位下進行定電位電解，根據(jù)電解電流求出二氧化硫濃度。當工作電極達到規(guī)定的電位時，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，根據(jù)物質(zhì)分子吸收光譜和熒光光譜能級躍遷機理，采用zn燈照射SO2氣體分子，使其吸收波長為190mm-230mm的紫外光成為激發(fā)態(tài)分子SO2*，由于SO2*不穩(wěn)定，會瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出波長為330nm的特征熒光。在低濕度條件下，濃度在0~143mg˙m3范圍內(nèi)時，特征熒光的強度與SO2濃度成線性關(guān)系，即可通過檢測熒光強度計算SO2濃度。這種方法可長距離輸送氣體介質(zhì)，不用加熱保溫，易于維護、管理。
1.5小結(jié)
碘量法檢測準確度高，但操作復(fù)雜，硫化氫等還原性物質(zhì)對其測定結(jié)果影響較大，分析樣品的時間相對較長，不適用于連續(xù)在線監(jiān)測；溶液電導(dǎo)率法設(shè)備費用較低，易于推廣，但抗干擾性能較差，需經(jīng)常標定，長期使用易出現(xiàn)誤差且不易于維護；定電位電解法在濕法操作上維護管理方便，但像所有電化學(xué)傳感器一樣，電解傳感器的輸出信號隨著時間的推移會逐漸衰降或“老化”，使用年限一般為1-2年，需要經(jīng)常更換。因此，這三種檢測方法均較適用于二氧化硫濃度的短期檢測。而紫外熒光法具有操作簡單、精度較高、抗干擾強、分析速度快等特點，是檢測煙氣中二氧化硫濃度的理想儀器，可廣泛應(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，能夠過對污染源的排放情況進行有效的連續(xù)在線監(jiān)測。
2氮氧化物監(jiān)測技術(shù)
常見的氮氧化物單一組分檢測方法包括：鹽酸萘乙二胺比色法、激光誘導(dǎo)熒光法、原電池庫侖滴定法、壓電石傳感器、氣體敏感元件傳感器以及化學(xué)發(fā)光法等。其中化學(xué)發(fā)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。
2.1鹽酸萘乙二胺比色法
用冰醋酸，對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液，當氣體通過吸收液時，其中的二氧化氮被吸收并轉(zhuǎn)變成亞硝酸和硝酸，亞硝酸又與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，此反應(yīng)再與鹽酸萘乙二胺耦合成玫瑰紅色的偶氮染料，反應(yīng)zui終產(chǎn)物在540nm出的吸收光度與其濃度成正比，因此可用分光度法進行測定。zui低檢出濃度（以NO2計）為0.025mg/m3。
2.2激光誘導(dǎo)熒光法
用特定波長的激光束，激發(fā)NO2（或NO）分子到較高能級成為激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)分子NO2*（或NO*）躍遷回基態(tài)時會以光子發(fā)射的形式釋放能量成為熒光。熒光強度與其濃度成正比，可由光強判定其濃度。該方法屬于光學(xué)法，可實現(xiàn)較低的檢測極限，可達3-17ppb。