大氣污染物監(jiān)測(cè)方法分類及其優(yōu)缺點(diǎn)
一、我國(guó)氣體污染物排放現(xiàn)狀
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,能源結(jié)構(gòu)中的煤炭消耗急劇增長(zhǎng),使大量的煙塵、煙氣被排放到空氣中,給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成了極大危害。1998年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了二氧化硫和酸雨控制區(qū)劃分方案,實(shí)行了污染物排放總量控制和排污收費(fèi)制度。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布2002年1月1日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB13271-2001鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中第4.6.4條明確規(guī)定“自本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起,新建成使用(含擴(kuò)建、改造)單臺(tái)容量≥14MW(20t/h)的鍋爐,必須安裝固定的連續(xù)監(jiān)測(cè)煙氣中煙塵、SO2排放濃度的儀器。”各級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門在進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的同時(shí),對(duì)重要的污染源要進(jìn)行定時(shí)的監(jiān)督監(jiān)測(cè),以便及時(shí)了解污染源的排放情況,為污染的防治提供準(zhǔn)確可靠的技術(shù)依據(jù)。所有這些工作的順利進(jìn)行,都必須有準(zhǔn)確可靠的煙塵煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器來(lái)保證。
二、監(jiān)測(cè)方法分類、優(yōu)缺點(diǎn)
1、煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
煙塵在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)采用的原理主要有激光透射法、激光散射法、β射線法和電荷法等。
·激光透射法:根據(jù)煙塵對(duì)光吸收符合朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律原理研制而成。根據(jù)光檢測(cè)器與光源位置不同,可分為單光程和雙光程;
優(yōu)點(diǎn):成熟可靠,與國(guó)標(biāo)法一致性好;缺點(diǎn):安裝定位復(fù)雜,標(biāo)定工作量大。
·散射法:根據(jù)煙道內(nèi)煙塵散射光原理研制而成;
優(yōu)點(diǎn):準(zhǔn)確度高;缺點(diǎn):價(jià)格高。
·β射線吸收法:先將顆粒物樣品采樣道濾紙上,根據(jù)樣品對(duì)β射線吸收符合朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律原理研制而成;
優(yōu)點(diǎn):可直接測(cè)量質(zhì)量濃度;缺點(diǎn):需采樣單元,數(shù)據(jù)代表性低。
·電荷法:根據(jù)煙道內(nèi)顆粒物與探頭摩擦生電原理研制而成。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低;缺點(diǎn):測(cè)量結(jié)果與流速相關(guān),準(zhǔn)確度低。
2、煙氣監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
氣態(tài)污染物國(guó)際上通用的監(jiān)測(cè)方法分為三種:1、完全抽取法;2、稀釋采樣法;3、直接測(cè)量法。
·完全抽取法:是最傳統(tǒng)的煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)方法,它通過(guò)加熱管線將煙氣抽取、經(jīng)過(guò)采樣探頭和過(guò)濾裝置,進(jìn)入分析測(cè)試儀器,SO2、NOx的測(cè)量采用紅外、紫外、熱導(dǎo)法測(cè)量(見(jiàn)圖1-1)。但由于采用全程加熱保溫,預(yù)處理系統(tǒng)復(fù)雜,維護(hù)工作量大,總體價(jià)格較高。目前安裝的比例為9.5%。
優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)闻_(tái)分析儀器多參數(shù)測(cè)量,可實(shí)現(xiàn)1拖多功能,可標(biāo)定儀器;缺點(diǎn):采樣管路需加熱、除濕,管路復(fù)雜。
·直接測(cè)量法:是將測(cè)量單元直接在煙道內(nèi)部測(cè)量,可分為紅外、紫外以及紫外差分吸收法。本方法是目前最為簡(jiǎn)明的監(jiān)測(cè)方法,免去了復(fù)雜的采樣管路和預(yù)處理系統(tǒng),維護(hù)工作量相對(duì)較小,幾乎沒(méi)有消耗品,但由于其安裝在煙道上,難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校準(zhǔn),并且由于監(jiān)測(cè)器直接放置在工作現(xiàn)場(chǎng),受環(huán)境影響較大。
優(yōu)點(diǎn):直接測(cè)量煙氣成分;缺點(diǎn):價(jià)格高,不能實(shí)現(xiàn)1拖多,標(biāo)定復(fù)雜。
·稀釋采樣法:是在直接抽取的基礎(chǔ)上,用干凈的零空氣將煙氣稀釋至可以直接測(cè)量的干煙氣,SO2采用紫外熒光法測(cè)量、NOx采用化學(xué)發(fā)光法測(cè)量(見(jiàn)圖1-2)。由于零氣的預(yù)處理在前,消除了空氣中水分對(duì)測(cè)量的影響,無(wú)須加熱和保溫,大大減少了維護(hù)量,后期的樣品監(jiān)測(cè)采用國(guó)際通用的物理光譜測(cè)試技術(shù),監(jiān)測(cè)精度高,實(shí)時(shí)性好,因而被列為美國(guó)EPA的優(yōu)選方法。此種方法目前安裝比例大約占85.5%。
優(yōu)點(diǎn):采樣管路不需加熱、除濕,測(cè)量準(zhǔn)確度高,可實(shí)現(xiàn)1拖多功能,可全程標(biāo)定,維護(hù)量低;缺點(diǎn):增加測(cè)量參數(shù)需增加儀器。
3、流速測(cè)量單元
流速測(cè)量的原理主要有皮托管差壓法、熱導(dǎo)法、超聲波法和靶式流量計(jì)法等。
·皮托管差壓法:皮托管實(shí)現(xiàn)流速-動(dòng)壓轉(zhuǎn)換、差壓變送器實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓-電信號(hào)轉(zhuǎn)換;
·熱導(dǎo)法:采用雙鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量流速帶走熱量原理;
·超聲波法:采用超聲波法測(cè)量。

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