CN108572146B - 烟气污染物自动监测方法以及监测*** - Google Patents

烟气污染物自动监测方法以及监测*** Download PDF

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Abstract

一种烟气污染物自动监测方法以及监测***，是对固定污染源排放的烟气中污染物进行连续地、实时地跟踪测定，其中在烟气采集处设置多个采样管路，当污染物浓度超过量程时通过采样管路入口的控制，能够对超出量程的烟气污染物也能够进行精确检测，从而能够及时、完整地提供准确、有效的自动监测数据。

Description

烟气污染物自动监测方法以及监测***
技术领域
本发明涉及一种自动分析***，尤其是涉及一种环保检测领域中烟气污染物自动监测分析方法以及检监测***。
背景技术
国民经济的持续快速发展带来了能源消费的不断攀升，环境污染日益成为国民关注的热点问题。其中大气污染的程度尤为严重，近年来中国众多城市和地区相继出现雾霾天气，给居民生活和出行带来极大危害，燃煤烟气的大量排放是形成雾霾的原因之一。我国能源消耗以燃煤为主，是世界上最大的煤生产与消耗国，燃煤过程中产生大量危害严重大气环境的污染物，特别是二氧化硫、氮氧化物、粉尘颗粒等，是导致大气污染的主要原因。
针对日益严峻的大气污染现状，我国越来越重视监控治理固定污染源锅炉烟气的排放，环保产业各细分行业规划和相关政策亦纷纷出台。环境保护部、国家质监总局和国家标准化管理委员会陆续发布并实施了《环境空气质量标准》，《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》、《火电厂大气污染物排放标准》等各项文件，文件分别规定了锅炉烟气中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最高允许排放浓度，以及电厂锅炉排放烟气污染物的浓度限值、监测要求。监测固定污染源污染物排放的总量，关系到重点污染源企业的环保治理与节能减排，以及环保部门对重点污染源的排放监测、数据统计和奖惩管理。
固定污染源烟气排放连续监测***(CEMS) 要用于监测固定污染源污染物的排放，监测脱硫、脱硝等环保治理设备的运行，由颗粒物监测***、气态污染物监测***、烟气参数监测***及数据采集处理***组成。通过测定烟气污染物排放浓度及烟气参数，实时显示污染物排放质量浓度，计算烟气污染物排放率及排放总量，并通过数据采集、处理，传输至政府环保部门。
固定污染源烟气排放连续监测***(CEMS)的气体传感器存在测量量程的问题，对于量程大的传感器，其检测精度较低，测量结果误差较大；对于量程小的传感器，其检测精度较高，但是在气体浓度较大时超过其量程则无法确定其准确值。为了解决上述问题，现有技术中采用的方法是同时设置大量程以及小量程的传感器，根据实时检测气体的对应浓度切换传感器，从而实现自动化程度高，提高测量精度的效果。
发明内容
本发明作为现有技术的改进，提出一种烟气污染物自动监测方法以及监测***，能够不需要额外设置传感器，也能够对于宽范围的烟气污染物浓度进行监测。
作为本发明的一个方面，提供一种烟气污染物自动监测方法，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部所有采样管路的第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭；（2）通过在线传感装置检测测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；（3）控制器监控所述在线传感装置检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置的检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值；（4）数据分析装置根据此时所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度。
优选的，所述步骤（4）中，所述数据分析装置根据所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
优选的，所述旁通管路的截面面积为所述采样管路截面面积之和。
作为本发明的另外一个方面，提供一种烟气污染物自动监测***的烟气污染物自动监测方法，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部10所有采样管路11的第一电磁阀113开启，第二电磁阀114关闭；（2）通过在线传感装置40检测测量通过旁通管路20的烟气所含污染物浓度；（3）控制器60监控在线传感装置40检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置40的检测阈值时，依次开启N个采样管路11的第二电磁阀114，关闭采样管路11的第一电磁阀113，直到在线传感装置40检测的污染物浓度小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数；当烟气通道100的污染物浓度小于在线传感装置40检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数，控制器60依次开启第一电磁阀113，关闭第二电磁阀114，直到烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N；（4）数据分析装置50根据此时采样部10中所有采样管路11的第一电磁阀113的开启个数i以及在线传感装置40测量的通过旁通管路30的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道100中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
作为本发明的另外一个方面，提供用于上述检测方法的烟气污染物自动监测***，包括：采样部，用于从烟气通道中采集烟气；旁通管路，用于接收所述采样部采集的烟气；回气管路，用于将所述旁通管路的烟气传送回烟气通道；在线传感装置，其设置于旁通管路，用于测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；数据分析装置，用于根据在线传感装置的检测结果确定烟气通道中污染物浓度；所述采样部包括N个采样管路，N为大于3的数；所述采样管路分别设置烟气通道入口以及空气入口；所述烟气通道入口以及空气入口分别设置第一电磁阀以及第二电磁阀；控制器根据所述在线传感装置检测的污染物浓度以及所述在线传感装置的检测阈，控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀的开关。
优选的，所述旁通管路的截面面积为所述采样管路截面面积的N倍。
优选的，在检测时，所述采样管路的第一电磁阀以及第二电磁阀有且只有一个是开启的。
优选的，所述第二电磁阀开启时，所述空气入口向所述采样管路输入空气。
优选的，控制所述采样管路的输入，使各个采样管路的流速相同。
优选的，所述数据分析装置根据所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
优选的，所述在线传感装置为二极管阵列检测器、GFC检测器或者差分光谱检测器。
优选的，所述在线传感装置检测的污染物浓度包括SO2，CO2，NO，NH3，NO2等中的一种或者多种。
优选的，所述烟气污染物自动监测***在开始检测时，开启所有采样管路的第一电磁阀，关闭所有采样管路的第二电磁阀；所述控制器在所述在线传感装置检测的污染物浓度达到其检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值，数据分析装置根据此时所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度。
附图说明
图1是本发明第一实施例的烟气污染物自动监测方法的流程图。
图2是本发明第二实施例的烟气污染物自动监测方法的流程图。
图3是本发明实施例的烟气污染物自动监测***组成示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例的烟气污染物自动监测***的烟气污染物自动监测方法，参见图1，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部10所有采样管路11的第一电磁阀113开启，第二电磁阀114关闭；（2）通过在线传感装置40检测测量通过旁通管路20的烟气所含污染物浓度；（3）控制器60监控在线传感装置40检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置40的检测阈值时，依次开启N个采样管路11的第二电磁阀114，关闭采样管路11的第一电磁阀113，直到在线传感装置40检测的污染物浓度小于其检测阈值；（4）数据分析装置50根据此时采样部10中所有采样管路11的第一电磁阀113的开启个数i以及在线传感装置40测量的通过旁通管路30的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道100中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
本发明实施例的优选的烟气污染物自动监测***的烟气污染物自动监测方法，参见图2，包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部10所有采样管路11的第一电磁阀113开启，第二电磁阀114关闭；（2）通过在线传感装置40检测测量通过旁通管路20的烟气所含污染物浓度；（3）控制器60监控在线传感装置40检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置40的检测阈值时，依次开启N个采样管路11的第二电磁阀114，关闭采样管路11的第一电磁阀113，直到在线传感装置40检测的污染物浓度小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数；当烟气通道100的污染物浓度小于在线传感装置40检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数，控制器60依次开启第一电磁阀113，关闭第二电磁阀114，直到烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N；（4）数据分析装置50根据此时采样部10中所有采样管路11的第一电磁阀113的开启个数i以及在线传感装置40测量的通过旁通管路30的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道100中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
本发明实施例的烟气污染物自动监测***，参见图3，包括采样部10，旁通管路20，回气管路30，在线传感装置40，数据分析装置50，以及控制器60。
采样部10用于从烟气通道100中采集烟气，其包括N个采样管路11，N为大于3的数，可以是例如5个采样管路11。采样管路11分别设置烟气通道入口111以及空气入口112，烟气通道入口111设置于烟气通道100内，能够从烟气通道100中采集烟气；空气入口112与大气连通，能够向采样管路11输入空气；可将抽气泵用于烟气通道入口111以及空气入口112的气体抽取，其中控制采样管路11的输入，使各个采样管路11的流速相同。烟气通道入口111以及空气入口112分别设置第一电磁阀113以及第二电磁阀114，同一采样管路的第一电磁阀113以及第二电磁阀114在检测时有且仅有一个是开启的，通过控制器60控制第一电磁阀113以及第二电磁阀114的开关。
旁通管路20，用于接收采样部10采集的烟气以及空气。旁通管路20的截面积等于采样部10中采样管路11的截面积之和，从而使采样部中所有烟气通道入口111开启时，旁通管路20内的空气污染物浓度等于烟气通道100内的空气污染物浓度。回气管路30，用于将旁通管路20的烟气传送回烟气通道。
在线传感装置40，用于测量通过旁通管路20的烟气所含污染物浓度；在线传感装置40可以是二极管阵列检测器、GFC检测器或者差分光谱检测器，其检测的污染物浓度可以是SO2，CO2，NO，NH3，NO2等中的一种或者多种。数据分析装置50，用于根据在线传感装置40的检测结果确定烟气通道100中污染物浓度，具体的，数据分析装置50根据采样部10中所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数i以及在线传感装置40测量的通过旁通管路20的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
控制器60，其可以是中央处理器或者可编程逻辑控制器，在检测过程中，根据在线传感装置40检测的污染物浓度以及在线传感装置40的检测阈，控制所有采样管路11的第一电磁阀113以及第二电磁阀114的开关。具体的，当烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置40的检测阈值时，控制器60依次开启采样管路11的第二电磁阀114，关闭采样管路11的第一电磁阀113，直到在线传感装置40的检测值小于其检测阈值或者i=1，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数；当烟气通道100的污染物浓度小于在线传感装置40检测阈值的N/(i+1)倍时，i为所有采样管路11中的第一电磁阀113的开启个数，控制器60依次开启第一电磁阀113，关闭第二电磁阀114，直到烟气通道100的污染物浓度大于在线传感装置检测阈值的N/(i+1)倍或者i=N。
通过本发明的上述技术方案的烟气污染物自动监测方法以及监测装置，能够不需要设置大量程的传感器，也能够对于超出量程的烟气污染物进行检测，从而能够提高测量精度，降低成本。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (1)

1.一种烟气污染物自动监测方法，所述烟气污染物是SO2，CO2，NO，NH3，NO2中的一种或者多种，用于烟气污染物自动监测***，所述烟气污染物自动监测***包括：采样部，用于从烟气通道中采集烟气；旁通管路，用于接收所述采样部采集的烟气；回气管路，用于将所述旁通管路的烟气传送回烟气通道；在线传感装置，其设置于旁通管路，用于测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；数据分析装置，用于根据在线传感装置的检测结果确定烟气通道中污染物浓度；所述采样部包括N个采样管路，N为大于3的数；所述采样管路分别设置烟气通道入口以及空气入口；所述烟气通道入口以及空气入口分别设置第一电磁阀以及第二电磁阀；控制器根据所述在线传感装置检测的污染物浓度以及所述在线传感装置的检测阈值，控制所述第一电磁阀以及第二电磁阀的开关；旁通管路的截面面积为所述采样管路截面面积的N倍；在检测时，所述采样管路的第一电磁阀以及第二电磁阀有且只有一个是开启的，控制所述采样管路的输入，使各个采样管路的流速相同；所述方法包括如下步骤：(1)开始检测时，将采样部所有采样管路的第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭；（2）通过在线传感装置检测测量通过旁通管路的烟气所含污染物浓度；所述旁通管路的截面面积为所述采样管路截面面积之和，从而使采样部中所有烟气通道入口开启时，旁通管路内的空气污染物浓度等于烟气通道内的空气污染物浓度；（3）控制器监控所述在线传感装置检测的污染物浓度，当其超过在线传感装置的检测阈值时，依次开启N个采样管路的第二电磁阀，关闭采样管路的第一电磁阀，直到在线传感装置检测的污染物浓度小于其检测阈值；（4）数据分析装置根据此时所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度；其中，所述数据分析装置根据所述采样部中采样管路的第一电磁阀的开启个数i以及所述在线传感装置测量的通过旁通管路的污染物浓度检测结果ρ，确定烟气通道中污染物浓度ρt=ρ×N/i。
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