煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)異常原因分析及控制措施研究

李 霜

(中節(jié)能(攀枝花)清潔技術(shù)發(fā)展有限公司，四川 攀枝花 617000)

前 言

危險(xiǎn)廢物是指列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，或者根據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物。危險(xiǎn)廢物調(diào)整為50大類別467種，種類多、成分復(fù)雜，具有毒性、腐蝕性、易燃易爆性、反應(yīng)性和或者感染性一種或者幾種危險(xiǎn)特性的[1]。危險(xiǎn)廢物常見的處置方式為焚燒、物化、穩(wěn)定化固化、安全填埋，其中焚燒為危險(xiǎn)廢物無害化、減量化一種有效的處置方式，在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

以一家危險(xiǎn)廢物處理廠為例，研究其焚燒煙氣異常原因。該廠焚燒日處理危險(xiǎn)廢物15t，配置一套煙氣處理系統(tǒng)，采用“二燃室+余熱鍋爐+急冷脫酸塔+文丘里+布袋除塵器+煙氣遇冷器+洗滌塔+煙氣加熱器+引風(fēng)機(jī)+煙囪”的煙氣凈化工藝[2]。焚燒采用CEMS(Continuous Emission Monitoring System，排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng))監(jiān)測(cè)煙氣數(shù)據(jù)，由于受測(cè)量原理、制造水平、安裝質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、維護(hù)成本等多方面因素影響，CEMS不同于常規(guī)儀器儀表，故障復(fù)雜多變，同類異常現(xiàn)象往往有多種可能的因素造成，故障診斷難度較大[3]。

1 材料與方法

1.1 焚燒工藝流程

危險(xiǎn)廢物通過供料系統(tǒng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯一次燃燒，燃燒產(chǎn)生的大量可燃?xì)怏w進(jìn)入二燃室二次燃燒，煙氣進(jìn)入后端余熱鍋爐、急冷脫酸塔、文丘里、布袋除塵器等設(shè)施設(shè)備凈化達(dá)標(biāo)后排入大氣。爐渣、飛灰經(jīng)固化后安全填埋。焚燒工藝流程圖見下圖。

圖 焚燒工藝流程圖

1.2 煙氣控制指標(biāo)

危險(xiǎn)廢物焚燒會(huì)產(chǎn)生多種大氣污染物，國(guó)家針對(duì)各種污染物出臺(tái)了嚴(yán)格的排放限值。以設(shè)計(jì)焚燒量為15t/天為例，根據(jù)《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18484-2020)列出危險(xiǎn)廢物焚燒爐幾種大氣污染物排放限值，見表1。

表1 危險(xiǎn)廢物焚燒爐幾種大氣污染物排放限值

1.3 常見煙氣指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法

1.3.1 顆粒物(煙塵)：激光后向散射測(cè)試法

激光后向散射測(cè)試原理完成對(duì)被測(cè)煙道的煙塵濃度的測(cè)定。

設(shè)備內(nèi)嵌的高穩(wěn)定激光信號(hào)源穿越煙道，照射煙塵粒子，被照射的煙塵粒子將反射激光信號(hào)，反射的信號(hào)強(qiáng)度與煙塵濃度成正變化。檢測(cè)煙塵反射的微弱激光信號(hào)，通過特定的算法即可計(jì)算出煙道煙塵的濃度。

1.3.2 一氧化碳，氯化氫：激光氣體分析法

激光氣體分析模塊基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)原理進(jìn)行測(cè)量，獲取待測(cè)氣體特征吸收的光譜譜線。半導(dǎo)體激光器發(fā)射出特定波長(zhǎng)的激光束(僅能被被測(cè)氣體吸收)，根據(jù)穿過被測(cè)氣體時(shí)，激光強(qiáng)度的衰減與被測(cè)氣體的濃度成一定的函數(shù)關(guān)系，從而進(jìn)行的定量分析。

1.3.3 二氧化硫，氮氧化物：紫外差分氣體分析法

由于同種氣體在不同光譜波段有不同的吸收，不同氣體在同一光譜波段的吸收疊加作用，通過對(duì)連續(xù)光譜的分析，可以同時(shí)測(cè)量多種氣體(如二氧化硫、氮氧化物)。

2 結(jié)果與分析

為確保CEMS設(shè)備數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，設(shè)備在正式投入運(yùn)行前，設(shè)備供貨商會(huì)邀請(qǐng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)顆粒物、CO、SO2、NOx、HCl等指標(biāo)開展比對(duì)檢測(cè)工作，比對(duì)數(shù)據(jù)在《固定污染物煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(HJ76-2017)[4]規(guī)定的誤差范圍內(nèi)判定為合格。

CEMS設(shè)備正式投入運(yùn)行后，煙氣指標(biāo)會(huì)因設(shè)備運(yùn)行異常出現(xiàn)偏高、偏低、恒指、零值的情況。異常原因分為共性原因和個(gè)性原因。

2.1 共性原因

2.1.1 零點(diǎn)漂移

在儀器未進(jìn)行維修、保養(yǎng)或調(diào)節(jié)的前提下，CEMS按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)行后通入零點(diǎn)氣體，儀器的度數(shù)與零點(diǎn)氣體初始測(cè)量值之間的偏差相對(duì)于滿量程的百分比[4]。

通常分析儀器24h零點(diǎn)漂移量不超過±2%滿量程；一周零點(diǎn)漂移不超過±3%滿量程。零點(diǎn)漂移量超過限值，檢查設(shè)備故障并處理。

2.1.2 量程漂移

在儀器未進(jìn)行維修、保養(yǎng)或調(diào)節(jié)的前提下，CEMS按規(guī)定的時(shí)間運(yùn)行后通入量程校準(zhǔn)氣體，儀器的度數(shù)與量程校準(zhǔn)氣體初始測(cè)量值之間的偏差相對(duì)于滿量程的百分比。

通常分析儀器24h量程漂移量不超過±2%滿量程；一周量程漂移不超過±3%滿量程。量程漂移量超過限值，檢查設(shè)備故障并處理。

2.2 個(gè)別原因

2.2.1 顆粒物(粉塵)

數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法見表2。

表2 顆粒物(粉塵)數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法

2.2.2 一氧化碳、氯化氫

數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法見表3。

表3 一氧化碳、氯化氫數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法

2.2.3 二氧化硫，氮氧化物

二氧化硫，氮氧化物數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法見表4。

表4 二氧化硫、氮氧化物數(shù)據(jù)異常原因及解決辦法

3 結(jié) 論

3.1 判斷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否異常是確保CEMS設(shè)備正常運(yùn)行的前提。零點(diǎn)漂移量、量程漂移量超過標(biāo)準(zhǔn)限值，即可認(rèn)為設(shè)備運(yùn)行故障。

3.2 CEMS測(cè)量煙氣指標(biāo)異常原因往往復(fù)雜多變，給故障分析與診斷工作帶來很大難度。通過梳理常見故障原因及控制措施，將縮短排查故障的時(shí)間，降低故障分析的難度，極大提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

3.3 煙氣指標(biāo)異常將導(dǎo)致地方主管環(huán)保部門處罰，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的全面停止，員工處于失業(yè)狀態(tài)，因此，企業(yè)了解煙氣異常原因及控制措施有很重要的意義。