热湿法CEMS在工业企业应用问题的分析

热湿法CEMS在工业企业应用问题的分析

随着在线监测设备在工业企业应用的增多，不同行业不同原理的在线监测设备在应用中多多少少都存在一些问题，本文就热湿法CEMS在工业企业应用中反应出来的问题，结合现场治理设施工艺及在线监测数据进行相关分析，希望能为排污单位、在线监测设计单位和运维单位提供一些参考。

问题：SO2/NOx/颗粒物同时升高
某工业品焙烧炉，采用天然气作为燃料，由于原料含有机物，焙烧烟气中存在高浓度的HC化合物，主要以焦油为主。烟气经水喷淋降温后进入电捕获焦油器对焦油进行捕获脱除，最后经在线监测由排气筒排放。在线监测采用热湿法设备，气态污染物SO2、NOx采用紫外差分法进行测量，颗粒物使用原位式激光后散射法设备，湿度和氧量采用氧化锆方法进行测量。正常情况下在线监测二氧化硫数据在20mg/m3以下，NOx数据在30mg/m3以下，颗粒物数据在5mg/m3以下，氧量在19%以上，烟气温度在40-50度。某日上午对在线监测设备进行手工比对测试，手工测试数据和在线监测数据均在误差范围内，下午该设备测量数据SO2瞬间升高至1000mg/m3以上，NOx数据同时升高至70mg/m3左右，颗粒物数据升高至40mg/m3以上。现场工艺人员反应生产工况与以往一样，喷淋装置和电捕工作未发现异常。在线监测检查各部分工作正常，质控均在误差范围内。SO2和颗粒物的超标是什么原因造成的呢？

SO2/NOx/颗粒物瞬间同时升高，同时瞬间降低，测量数据不符合工艺逻辑

分析
1、检查在线监测设备各个部件工作正常，发现热湿法CEMS尾气管变色严重，且内壁存在黑色结垢，敲打尾气管有结垢可脱落，查看采样管线接口处存在管路内壁变色结垢的问题，初步分析烟气中存在HC化合物及颗粒物。

尾气管变色、结垢严重，很容易被认为是电线

采样探头处伴热管线加热盲点处HC化合物在采样管内部附着

2、查看分析仪测量烟气时的光谱，发现光谱能量满足测量要求，但是整个光谱形状与零气光谱形状差别较大。初步分析烟气中HC化合物在测量光谱范围内存在吸收。

测量空气时的光谱能量和光谱形状

测量烟气时的光谱形状，部分波长光谱吸收明显

3、现场查看治理设施运行情况，发现电捕维修孔处存在焦油的泄漏，而且超标时段烟气温度较正常情况下有所升高，烟气温度升高至56度，疑似电捕获焦油器运行存在问题。

SO2/NOx/颗粒物数据升高时烟气温度升高，烟气温度降低后污染物数据降低

电捕获焦油器外跑冒滴漏的焦油

4、当天上午手工测试颗粒物时，采样滤筒内存在变色情况，疑似烟气中HC化合物或颗粒物的附着。

颗粒物采样滤筒内壁附着的HC类物质

分析结论
1、现场在线监测设备质控、比对均在误差范围内，各个部件工作未发生异常，设备无报警，初步判断在线设备工作正常。
2、从工艺角度分析，原料和燃料中硫含量非常低，可忽略不计，燃烧后烟气中的二氧化硫不可能达到1000mg/m3以上，同时工艺设计上该行业不考虑脱硫设施，只有电捕获焦油器，所以SO2超标不符合工艺逻辑。
3、污染物数据同时升高，同时降低，且在升高时烟气温度也升高，降低时烟气温度也同时降低，从治理设施上分析，应该是喷淋降温出现问题，造成烟气温度升高，电捕获焦油器不能正常工作，烟气中逃逸的HC化合物和水汽增多，HC化合物干扰SO2、NOx的测量，HC化合物吸收部分紫外波长的光谱信号，对测量算法形成干扰影响，造成SO2/NOx数据的升高；烟气中的焦油雾和水雾对后散射法颗粒物测量形成干扰，造成颗粒物测量数据升高。

相关思考
热湿法DOAS CEMS测量过程中未对烟气进行处理，部分行业烟气中含有成分和浓度不定的HC化合物，且部分HC化合物在紫外波长有吸收，DOAS分析仪的核心是算法，CEMS在出厂时对部分干扰气（CH4、氨、CO等）进行了算法上的补偿或者调整，但是工业窑炉排放烟气中含有一种或几种HC化合物，多数DOAS分析仪出厂时尚未对某个行业烟气中的HC化合物在算法进行补偿或调整，应用中问题较多。针对特定行业HC的干扰测试和分析是DOAS研发设计人员下一步关注的重点，也是排污单位CEMS选型和运维问题分析关注的方面。