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    工作時間:9:00-18:00

    氮氧化物尾氣分析儀(電化學傳感器法)


    項目背景:

    什么是氮氧化物

    廣義的氮氧化物包括多種化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均極不穩定,遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又變為二氧化氮。在環境治理與監測領域,氮氧化物主要指鍋爐尾氣排放的一氧化氮 (N0),二氧化氮(NO2)。

    氮氧化物的危害

    NOx的危害還在于它能與碳氫化合物在太陽照射下發生一系列光化學反應,而生成光化學煙霧,第二是產生酸雨,第三是存在于平流層中的NOx對臭氧層有破壞作用,第四是對人體的呼吸系統產生剌激作用,甚致發生支氣管炎,使農作物減產,樹木枯死,金屬損壞等。

    氮氧化物的來源

    人為方面的來源站主導,主要由工業鍋爐燃燒排放,機動車尾氣排放等。

    各地出臺的政策標準

    隨著環境治理的推進,我國煙氣治理技術的成熟,鍋爐單臺容量的快速增大,現有的鍋爐大氣污染物排放標準已顯得較為寬松。政府開始鼓勵企業逐步淘汰小型燃煤鍋爐。對燃氣鍋爐進行低氮改造。并且制定了歷史最嚴排放標準。各地陸續出臺針對氮氧化物的排放標準:

    北京標準要求,2017年4月1日起,新建鍋爐必須低于30毫克/立方米,在用的必須低于80毫克/立方米。北京市現有燃氣鍋爐配置的都是傳統燃燒機,根據有關部門抽樣調查的結果,其中85%以上的燃氣鍋爐NOx值在150毫克/立方米以上,幾乎沒有燃氣鍋爐可以達到新標準的要求。為了實現既有燃氣鍋爐排放達標,所有在用鍋爐都需要進行低氮技術改造。更換低氮燃燒器和加裝煙氣再循環裝置。前者能在燃燒時,控制氮氧化物的生成;后者則能對尾部煙氣中的氮氧化物進行處理,減少污染物排放。

    天津印發《天津市2018年燃氣鍋爐低氮改造工作方案》,全面加快燃氣鍋爐低氮改造,科學削減氮氧化物等污染負荷,持續改善全市空氣質量。在施工保障上,市環保局會同市市場監管委發布燃氣鍋爐低氮改造工作要求,保障鍋爐安全運行。在技術選定上,對不同企業類型逐一研究可接受的改造方式,逐一確定改造目標濃度,確保改造工作平穩有序推進。在資金引導上,市環保局會同市財政局印發實施全市燃氣鍋爐低氮改造項目定額補助實施辦法及相關配套文件,以濃度定額度,引導有條件的鍋爐氮氧化物排放濃度達到30毫克/立方米以下,確保低氮改造項目的環境效益。

    河北為進一步深化鍋爐污染治理,消減氮氧化物排放,改善大氣環境質量,打贏藍天保衛戰,河北省大氣污染防治工作領導小組辦公室發布了冀氣領辦【2018】177號文。文件要求到2020年6月底前,現有非電燃氣蒸汽鍋爐,熱水鍋爐,層燃爐和拋煤機爐全部完成低氮燃燒改造,煙塵,二氧化硫和氮氧化物排放限值為5mg/m3,10mg/m3,30mg/m3,新建燃氣鍋爐同步安裝低氮燃燒裝置并達到排放標準要求。20蒸噸/小時以下燃氣鍋爐要安裝氮氧化物尾氣分析儀。

    項目介紹

    基于各地對氮氧化物的治理與監測要求,我司開發了針對燃氣鍋爐尾氣排放的監測裝置PC600-NOx氮氧化物尾氣分析儀。該分析儀是基于電化學傳感器法的煙氣監測產品。它不但適用于監測燃氣鍋爐尾氣排放中 NOx的實時濃度,還能連續監測煙(管)道氣中的 SO2、NH3、H S等的排放濃度。

    項目設計依據

    u  GB-12519-2010   分析儀器通用技術條件

    u  GB 50131-2007       自動化儀表工程施工及驗收規范

    u  GB 3095-2012     環境空氣質量標準

    u  GB/T16157-1996  固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法

    u  GB50093-2002    自動化儀表工程施工及驗收規范

    u  HJ 75-2017       固定污染源煙氣排放連續監測技術規范(試行)

    u  HJ 693-2014  固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法。

    u  HJ 76-2017      固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法(試行)

    u  HJ/T212-2017     污染源在線自動監控(監測)系統傳輸標準

    u  HJ/T 352-2007     環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范(試行)

    u  HJ/T 47-1999      煙氣采樣器技術條件

    u  GB/T 15464-2008   儀器儀表包裝通用技術條件

    測量參數

    NO,NO2,O2 ,SO2(選配)、溫壓流(選配);

    測量方法

    煙氣采樣方法:抽取法;

    NO測量方法:電化學傳感器法;

    NO2測量方法:電化學傳感器法;

    SO2測量方法:電化學傳感器法;

    O2測量方法:電化學傳感器法;

    煙氣溫度測量方法: 熱敏電阻(或熱電偶);

    煙氣壓力測量方法:壓力傳感器;

    煙氣流速測量方法:微差壓法(皮托管); 煙氣濕度測量方法:阻容法;

    系統特點

    ◆電化學傳感器,一次性投入成本低,應用廣泛。

    ◆進口煙氣專用電化學傳感器,監測精度高,壽命長,長期使用穩定性有保障。

    ◆核心處理器采用ARM Cortex M3(32位),運行穩定,ADC采用24位高精度芯片。

    ◆信號處理板帶有溫濕度監測,通過傳感器對溫濕度的變化曲線圖,建立數學模型,消除溫濕度對傳感器的影響。

    ◆傳感器模塊可選恒溫控制系統,保證傳感器恒溫恒濕的工作環境,進一步保證了傳感器的監測精度,。

    ◆整個系統采用電子制冷除水,多級除塵,保證了測量的精準,同時有利于延長傳感器壽命。

    ◆整個系統模塊化設計,可根據當地政策和要求選配不同的監測模塊,可增配SO2,煙塵,流速等監測參數,滿足客戶的定制化需求。

    ◆可存儲不低于一年的監測數據。

    ◆符合《河北省鍋爐大氣污染物排放標準》

    技術指標

    監測因子

    測量范圍

    示值誤差

    重復性

    NO

    0-50,0-100 mg/m3

    ±5%FS

    ≤3%

    NO2

    0-50,0-100 mg/m3

    ±5%FS

    ≤3%

    O2

    0~25Vol.%

    ±5%FS

    ≤3%

    SO2

    0-50 mg/m3

    ±5%FS

    ≤3%

    煙塵

    0-50 mg/m3

    ±5%FS

    ≤3%

    流速

    0-40m/s 0-15m/s

    ±5%FS

    ≤3%

    系統主要技術參數

    系統構成

    1,采樣單元

    采樣單元主要由采樣泵,定制采樣探頭和采樣管路組成,探頭采用優質不銹鋼探桿,鎳合金探頭濾芯組成,保證了探頭的初步過濾效果和使用壽命。采樣管路根據現場工況一般選用伴熱管。

    2,預處理單元

    由特制精細過濾器、電子制冷除水器、蠕動泵、等組成。尤其適合在氣體成分復雜,環境惡劣,含水,雜質的環境,保證了進入分析儀的氣體潔凈,干燥,保證了儀器的壽命和數據的準確。

    3,校準單元(選配)

    包含標氣瓶、標準氣體、減壓閥等

    4,分析單元

    NO電化學傳感器

    NO2電化學傳感器

    O2電化學傳感器

    溫濕度傳感器

    其他參數根據需求可擴展。

    電化學傳感器技術原理:主要利用定電位電解傳感器,由電解槽,電解液和電極組成,傳感器的三個電極分別稱為敏感電極,參比電極,對電極,簡稱S,R,C.

    傳感器的工作過程:被測氣體由進氣孔通過滲透膜擴散到敏感電極表面,在敏感電極,電解液,對電極之間進行氧化反應,參比電極在傳感器內,參比電極不暴露在被分析氣體之中。用電解液中的工作電極提供恒定的電化學電位。被測氣體通過滲透膜進入電解槽,傳感器電解液中擴散吸收的被測氣體發生氧化或還原反應,

    以NO為例:NO+2H2O→HNO3+3H++3e

    NO2+2H+2e→NO+H2

    與此同時產生對I位的極限擴散電流I,在一定范圍內其大小與NO濃度成正比。


    在一定工作條件下,電子轉移數Z,法拉第常數F,氣體擴散面積S,擴散常數D,和擴散層厚度S均為常數。因此,電化學反應中流向工作電極的極限擴散電流I與被測NO濃度C成正比。


    工程注意事項

    ◆盡量安裝在室內或站房內,保持比較穩定的環境,安裝點應穩定無震動。

    ◆最好采用伴熱管。

    ◆遠離熱源。

    ◆為了延長設備的使用壽命,建議安裝在干燥的環境下。

    ◆電源接入點應無大的電源干擾,電源供電應穩定充足。

    ◆采樣探頭與設備的距離應在30米之內。

    ◆安裝點位于氣態污染物混合均勻的位置,測得的氣態污染物濃度或者排放速率能代表固定污染源的排放,應優先選擇在垂直管段和煙道負壓區域,測定位置應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。具體要求可以參照HJ/T75中煙氣CEMS安裝要求。

    ◆樣氣經過的器件或管路需選用耐腐蝕性材料。

    ◆采樣探頭、采樣管線、儀表回路所用的材質為低吸附性和低氣體滲透率,不釋放干擾物,所監測的物質在氣路中能穩定保存。

    ◆若一個總排氣管連接有多個排氣支管時,應將連續監測系統安裝在該總排氣管上,不得只在其中的一個支管上安裝一套連續監測系統,將測定值乘上倍數作為整個源的排放結果。

    ◆施工應滿足 GB50205、GB50093、GB50168的有關規定。

    ◆各聯接管路、法蘭、閥門封口墊圈應牢固完整,均不得有漏氣、漏水現象。

    ◆所有的管路、氣路閥門、排水系統安裝后應暢通和啟閉靈活。連續監測系統空載運行 24h后,無滲漏現象。

    ◆連續監測系統應滿足設計承壓要求,采用模擬試驗檢驗,管路不得出現脫落、漏氣、漏水、振動強烈現象。



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