煙氣排放連續監測系統在水泥廠的應用前景
為了控制水泥工業(ye)的大氣(qi)(qi)(qi)(qi)污染物(wu)(wu)(wu)排(pai)放(fang),促進水泥工業(ye)產業(ye)結構調整,國(guo)(guo)家環境(jing)保護總局組織中國(guo)(guo)環境(jing)科學研究院、合肥水泥研究設計院、中國(guo)(guo)材(cai)料工業(ye)科工集團公司起草了新的《水泥工業(ye)大氣(qi)(qi)(qi)(qi)污染物(wu)(wu)(wu)排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun)》(GB4915-2004)。新的排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun)要求從2005年1月1日起,新、改、擴建(jian)水泥生產線,水泥窯排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)筒應(ying)當安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)顆粒物(wu)(wu)(wu)、二氧(yang)化硫和氮(dan)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)連續監測裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置;烘干機、烘干磨、煤磨及冷卻機排(pai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)筒應(ying)當安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)顆粒物(wu)(wu)(wu)連續監測裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置;對(dui)現有(you)水泥生產線,應(ying)當逐步安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)連續監測裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)置,各省、自(zi)治區、直(zhi)轄市人民政(zheng)府環境(jing)保護部門應(ying)當根據水泥工業(ye)結構調整和達標(biao)進展情況制定(ding)安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)計劃(hua)。
近(jin)年(nian)來(lai)(lai)國(guo)內企業也日益重視環境(jing)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)問題和完(wan)善監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)系統,越來(lai)(lai)越多的電廠、石化、冶(ye)金企業已率先開始進行(xing)煙塵和SO2濃度監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce),而國(guo)內水(shui)(shui)泥(ni)生產企業則相對開始的較晚,但隨著新的水(shui)(shui)泥(ni)行(xing)業大(da)氣(qi)排放標準的頒(ban)布實行(xing),水(shui)(shui)泥(ni)企業也日益重視環境(jing)監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)問題和完(wan)善監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)系統,所以煙氣(qi)排放連續監(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)系統(CEMS)在水(shui)(shui)泥(ni)廠的應用前景很好。
歐美發(fa)(fa)達國(guo)(guo)家環(huan)境治理、保(bao)護(hu)(hu)的(de)實施與(yu)優化(hua)得益于(yu)環(huan)境參(can)數(shu)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)或監(jian)測(ce)(ce)水平的(de)提高(gao),不僅大量采用(yong)了先進的(de)測(ce)(ce)控(kong)儀表(biao)與(yu)計(ji)算機(ji)系(xi)統(tong)(tong)(tong),而且各企(qi)業在環(huan)境監(jian)測(ce)(ce)與(yu)保(bao)護(hu)(hu)方(fang)面投入巨資進行全方(fang)位的(de)檢(jian)測(ce)(ce)、監(jian)控(kong)與(yu)管理。上個世紀90年代,我國(guo)(guo)也開始環(huan)境監(jian)測(ce)(ce)自動在線監(jian)測(ce)(ce)儀的(de)開發(fa)(fa)研制(zhi)。目前,仍(reng)處在發(fa)(fa)展中,國(guo)(guo)產化(hua)進程較慢,煙氣排放在線監(jian)測(ce)(ce)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(CEMS)使用(yong)成功與(yu)否的(de)關鍵在于(yu)檢(jian)測(ce)(ce)儀表(biao)的(de)選型設計(ji)與(yu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)集成,因過(guo)程分析(xi)面對(dui)的(de)困難與(yu)問(wen)題很多:高(gao)溫、高(gao)粉塵(chen)(chen)、高(gao)水份、負壓(ya)及腐(fu)蝕性等惡劣氣體條件;應(ying)(ying)保(bao)證必(bi)要(yao)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)準(zhun)確(que)度(du);應(ying)(ying)有較快的(de)反應(ying)(ying)速度(du);應(ying)(ying)易安裝(zhuang)、易標(biao)定;防(fang)塵(chen)(chen)、防(fang)濺、防(fang)腐(fu)等防(fang)護(hu)(hu)要(yao)求;應(ying)(ying)有較高(gao)的(de)自動化(hua)程度(du),較少的(de)維護(hu)(hu)工(gong)作量。
一、水(shui)泥廠(chang)污染(ran)源(yuan)(yuan)的主(zhu)要分布與特點水(shui)泥廠(chang)的污染(ran)源(yuan)(yuan)主(zhu)要分布在(zai)以下(xia)幾個(ge)生(sheng)產環(huan)節中:
1.水泥回轉窯窯尾是水泥生產環(huan)節中(zhong)粉(fen)塵排放量最(zui)大的(de)(de)排放點,窯外分(fen)(fen)解窯尾煙塵濃度為60g/m3~80g/m3,這一環(huan)節的(de)(de)污(wu)染物(wu)成(cheng)分(fen)(fen)復(fu)雜(za),除(chu)粉(fen)塵、煙塵外,還有(you)二(er)氧(yang)化硫、氮(dan)氧(yang)化物(wu)、氟化物(wu)等有(you)害(hai)氣(qi)體。
2.烘干(gan)機、烘干(gan)磨(mo)、煤磨(mo)、冷卻(que)機、破碎機、磨(mo)機、包裝(zhuang)機及其(qi)他通(tong)風生產設備污染物(wu)主要為固體顆粒(li)物(wu)排(pai)放(fang)濃度大。
二、分(fen)(fen)析(xi)氣體(ti)(ti)成分(fen)(fen)針對(dui)水泥廠(chang)污(wu)染源(yuan)的特點,新標準(zhun)只要求對(dui)水泥窯及窯磨(mo)一(yi)(yi)體(ti)(ti)機需進行(xing)氣體(ti)(ti)分(fen)(fen)析(xi)。一(yi)(yi)般可(ke)以(yi)有幾種分(fen)(fen)析(xi)氣體(ti)(ti)成分(fen)(fen)的方(fang)法,過去主要采(cai)用(yong)傳統(tong)的分(fen)(fen)析(xi)方(fang)法,如化(hua)學分(fen)(fen)析(xi)法、氣相(xiang)色譜(pu)法;其缺點是(shi)必須對(dui)煙氣進行(xing)人工取樣(yang),在實驗室進行(xing)分(fen)(fen)析(xi),其中操作者的操作技能(neng)對(dui)分(fen)(fen)析(xi)的精度有很大影(ying)響;而且傳統(tong)方(fang)法只能(neng)單一(yi)(yi)成分(fen)(fen)地逐個進行(xing)檢測(ce)分(fen)(fen)析(xi),不具備多重(zhong)輸入和信號處理功(gong)能(neng);分(fen)(fen)析(xi)費時,響應速度慢,效率低,難以(yi)實現在線監測(ce)。
而(er)現在主要采用最新光(guang)學技(ji)術(shu),在不影(ying)響被測氣體本(ben)身狀(zhuang)態時于煙(yan)道上進行實時的(de)(de)直接測量。該方法(fa)具有(you)(you)以下特點(dian):利(li)用SO2對一定波長紫外(wai)(wai)光(guang)的(de)(de)強吸(xi)收特性消除其他(ta)成分影(ying)響;可測范圍大。但(dan)采用此類(lei)檢測方式的(de)(de)儀表價(jia)格很高(gao),關鍵部件往(wang)往(wang)需要進口。而(er)另一種紅(hong)外(wai)(wai)線式較(jiao)適合水泥廠(chang)的(de)(de)應用,它基于非(fei)分光(guang)紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)收測量法(fa)的(de)(de)原理,具有(you)(you)理想的(de)(de)抗干擾能力;其性能指標(biao)優越,重(zhong)復性好(hao),性價(jia)比較(jiao)高(gao)。
三、測(ce)(ce)(ce)量(liang)粉塵濃度(du)國家環保總局頒布的《水泥工業大氣(qi)污(wu)染物(wu)排放標(biao)準(zhun)》中規(gui)定水泥廠幾大污(wu)染環節都必須進(jin)行粉塵濃度(du)的在線(xian)監(jian)測(ce)(ce)(ce)。因為新(xin)標(biao)準(zhun)對粉塵濃度(du)這一(yi)指(zhi)標(biao)要(yao)求較高(gao)(gao),所以對于連續監(jian)測(ce)(ce)(ce)系統(CEMS)的準(zhun)確(que)度(du)要(yao)求也就更高(gao)(gao)。目前國外(wai)主要(yao)采用(yong)光(guang)透射(she)原理(li)——當可控光(guang)源(yuan)穿過帶(dai)有(you)微小(xiao)顆(ke)粒的氣(qi)體時,一(yi)個高(gao)(gao)靈(ling)敏的傳(chuan)感(gan)器可檢測(ce)(ce)(ce)出被(bei)微小(xiao)顆(ke)粒吸收的光(guang)能,并將(jiang)其與參比(bi)光(guang)進(jin)行比(bi)較,從而確(que)定透射(she)值或濁度(du)值,再進(jin)一(yi)步得出粉塵濃度(du)值。國內在該(gai)領域的技術(shu)也比(bi)較成熟,國產化程度(du)較高(gao)(gao)。
此(ci)類儀表具有以(yi)下特點:以(yi)光學(xue)技術(shu)為基礎,自動完(wan)成測量、控制、線性測試(shi)以(yi)及污(wu)染物檢測功(gong)能,反(fan)應速度快、無采樣處理過程;帶有反(fan)吹(chui)裝置(zhi),防止光學(xue)鏡頭面不受(shou)污(wu)染;具備快速切(qie)斷閥,可(ke)在吹(chui)掃裝置(zhi)失效后自動保護儀器;安(an)裝簡便,發射與(yu)檢測單元可(ke)通過法蘭安(an)裝在煙管兩側。
四(si)、水泥廠安(an)裝監測系統(tong)的(de)建議監測系統(tong)設(she)計(ji)應(ying)考慮(lv)開(kai)放性、低成本、高可(ke)靠(kao)性和(he)良好(hao)的(de)擴充性。因(yin)此,針對不同測量對象特(te)征,采(cai)用最(zui)適用的(de)自動測量儀表(biao),在通(tong)訊(xun)解決方案上有多(duo)種方式(shi)可(ke)選:無線通(tong)訊(xun)方案有其優點,如易(yi)解決通(tong)訊(xun)問(wen)題,可(ke)降低成本,可(ke)簡化安(an)裝,采(cai)用大(da)功(gong)率(lv)天線可(ke)增加通(tong)訊(xun)距離等,但利小于弊,一是(shi)水泥廠現場(chang)環境惡劣(lie),大(da)量房屋和(he)爐窯等設(she)施(shi)會(hui)阻塞或影響調頻(pin)信號的(de)傳輸(shu);二是(shi)電氣、電力設(she)施(shi)多(duo)會(hui)產(chan)生復雜多(duo)樣的(de)電磁(ci)干擾,受約束因(yin)素多(duo)。因(yin)此在通(tong)訊(xun)方面(mian)還要(yao)進行不斷改進,以便更(geng)好(hao)地(di)進行監控(kong)。
隨著光(guang)學技術(shu)、計(ji)算機(ji)技術(shu)與(yu)(yu)自動檢測(ce)等(deng)新技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展,許多以前(qian)難以檢測(ce)的(de)(de)(de)非電量(liang)(如實現水(shui)泥廠(chang)爐窯、塔罐(guan)煙氣(qi)排放(fang)點(dian)的(de)(de)(de)自動采樣與(yu)(yu)預處理(li)(li),粉塵與(yu)(yu)SO2等(deng)主要污(wu)染因子(zi)和煙氣(qi)流量(liang)的(de)(de)(de)在線監(jian)測(ce))均得(de)以解決,這將有利于促使崗位作業人(ren)員(yuan)及時(shi)調整與(yu)(yu)監(jian)控(kong)脫硫(liu)、除塵等(deng)環保設施的(de)(de)(de)運(yun)行狀態,加強達標排放(fang)管理(li)(li),這對(dui)于水(shui)泥廠(chang)排放(fang)點(dian)的(de)(de)(de)有效監(jian)測(ce)與(yu)(yu)管理(li)(li)有著積極而(er)重要的(de)(de)(de)意(yi)義(yi)。

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