南京化工園廢氣在線監測系統方案
責任編輯:cnlng    瀏覽:5157次    時間: 2019-11-24 15:29:41      

摘要:摘要:南京化工園是一個以石油化工和石油深加工為主的產業基地,目前南京地區的化工企業主要集中在南京化工園區。以該園區的廢氣在線監測系統的調研、安裝為例,介紹了VOCs揮發性有機物在線監測系統、煙氣連續在線監測系統、電化學在線監測系統的組成、安裝和調試。0引..

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摘要:南京化工園是一個以石油化工和石油深加工為主的產業基地,目前南京地區的化工企業主要集中在南京化工園區。以該園區的廢氣在線監測系統的調研、安裝為例,介紹了VOCs揮發性有機物在線監測系統、煙氣連續在線監測系統、電化學在線監測系統的組成、安裝和調試。

0引言

位于南京大廠的南京化工園是一個以石油化工和石油深加工為主的產業基地,目前南京地區的化工企業主要集中在南京化工園區,園區約45,km2,有130多家生產企業。近年來,隨著社會的不斷進步,公眾的環保意識逐步增強。2016年6月20日,化工園環保局下發了《化工園區第二批企業廢氣在線監測工作要求》(簡稱《化工園工作要求》),對園區所轄未安裝在線監測的企業進行安裝。某公司作為第1批廢氣監測設施建設工作考核通報中前3名安裝單位,對環保局組織隨機抽取的33家企業進行前期調研、設備選型、制定技術方案、施工調試、在線聯網等工作,并于2017年3月份完成驗收。

1前期調研

某公司在2016年9月份安排技術人員根據《化工園工作要求》對園區33家企業進行了為期一個月的前期調研,并提供調研報告,由環保局、企業進行審核確認。本次調研選用美國熱電公司ThermoFisherScientific的便攜儀器TVA2020C,該儀器通過真空泵由手柄采樣口進行采樣,抽取的樣氣分別經過PID通路和FID通路,經過傳感器響應后得出示值,結合企業排口類型以及環評報告中的監測因子、排放量等確定現場安裝設備的監測方法和設備類型。經調研發現VOC排口56個,廢氣類無機排口32個,廢氣特征因子排口18個(詳細參考表1)。

2設備選型

2.1測試方法(見表1)

2.1.1非甲烷總烴采用氫火焰離子檢測FID+氣相色譜法

除甲烷以外的碳氫化合物(其中主要是C2~C8)的總稱(這里指技術規范規定的條件下,用氫火焰離子監測器所測得的除甲烷以外的碳氫化合物及其衍生物的總量)以碳計,選用在線監測方法為“FID+氣相色譜”,即固定源揮發性有機物在線檢測系統。對于有機廢氣工藝排口將采用該系統。

2.1.2光離子PID測試方法

光離子氣體傳感器(PID)采用光離子電離氣體原理進行氣體檢測,PID固定源揮發性有機氣體監測系統適用于混合氣體中揮發性有機物總含量的測定,對于呼吸閥、儲罐呼吸孔等有機物排口采用此方法進行監測。

2.1.3煙氣排放連續監測系統(CEMS)

CEMS的氣體分析采用抽取冷干法,支持SO2、NOx、O2、顆粒物、流量、溫度、壓力、濕度等標準八參數的測試。O2和NOx采用紫外差分法,煙塵測量采用激光后散射法,流量測量采用差壓式流量計,溫度測量采用鉑電阻法,對于焚燒爐、鍋爐廢氣、水洗或堿洗塔和車間工藝排口將采用煙氣排放連續監測系統。

2.1.4電化學傳感器監測無機物

電化學傳感器通過與被測氣體發生反應并產生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個薄電解層隔開。氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發生反應,然后是疏水屏障層,最終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發生反應,以形成充分的電信號,同時防止電解

質漏出傳感器。園區企業無機物類型包括了HCl、Cl2、NH3、CS2、H2S、丙烯晴等傳感器,對于焚燒爐、車間、實驗室、呼吸閥等工藝和非工藝排口將采用電化學監測系統進行監測。

2.1.5激光散射發煙塵濃度在線測試

煙塵濃度在線監測儀采用激光后向散射測試原理完成對被測煙道的煙塵濃度測定。煙塵濃度在線監測儀內嵌的高穩定激光信號源穿越煙道,照射煙塵粒子,被照射的煙塵粒子將反射激光信號,反射的信號強度與煙塵濃度成正變化。煙塵濃度在線監測儀檢測煙塵反射的微弱激光信號,通過特定的算法即可計算出煙道煙塵的濃度。對于醫藥精致車間、樹脂包裝、油爐尾氣等排口將采用獨立煙塵測試儀。

2.2設備選型

根據《化工園工作要求》,結合前期調研結果,工藝排口的有機廢氣排口(包括VOC治理排口)監測中存在有機污染物但PID不響應的均安裝FID監測設備,其余安裝PID在線監測設備,無機廢氣排口安裝CEMS或煙塵監測設備;非工藝排口如呼吸閥、實驗室排放口、儲罐呼吸孔等安裝電化學傳感器監測設備,所有設備均連接數采儀,經環保局專用SIM通過

4G網絡與平臺實現實時在線監測。根據前期調研結果以及環保局技術要求確定了設備選型,參考表1,最終確定固定源揮發性有機物在線監測系統44套(FID),固定源VOC在線監測(PID)監測系統10套,煙氣連續在線監測系統(CEMS)7套,NH3、Cl2等電化學在線監測系統18套,獨立煙塵測試儀24臺。
3系統構成和技術方案

3.1系統組成

3.1.1非甲烷總烴在線監測(FID)系統組成

由上圖1所示,整個系統包括煙氣采樣器、伴熱管線、氣體預處理系統、分析儀、溫壓流檢測器、反吹系統、中央控制系統。煙氣采樣器從煙道中采取樣氣,進行初步過濾煙道中的大粉塵顆粒,由采樣單元、加熱單元、過濾單元和反吹單元共同組成,適應各種高溫、高濕、高油氣環境中進行煙氣采樣。器具有反吹功能,是用清潔的壓縮空氣吹掃附在過濾器外表面的浮塵,將其吹掃回煙道內。

分析儀分析樣氣中非甲烷總烴組分的濃度值。干燥潔凈的樣氣進入分析儀后,有六通閥定量管定量分析。同時將檢測的數據存儲,供后期綜合分析、制表。同時根據溫壓流數據,綜合分析煙道甲烷、非甲烷總烴及三苯組分排放量。分析儀將以上數據經數采儀通過無線網絡傳輸至環保局監控平臺。

3.1.2煙氣連續監測在線系統(CEMS)組成

CEMS系統由置于煙囪上的采樣探頭,以及置于小屋中的分析機柜、標氣和空壓機組成。其中采樣探頭負責煙氣采樣,高溫伴熱避免煙氣中水蒸汽冷凝,內置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵;粉塵儀用于測量煙囪粉塵濃度,溫壓流濕用于測量煙囪內煙氣的溫度、壓力和流速;分析機柜負責抽取煙氣,并直接測量NOx;標氣用于校準分析儀表;空壓機(選配件)產生壓縮空氣,用于對伴熱管線、采樣探頭、溫壓流濕進行定期反吹。數據經數采儀與環保局平臺連接實現實時在線監控(見圖2)。

3.1.3固定源VOC在線監測(PID)系統組成

系統主要由3部分組成:煙氣采樣和預處理單元、分析機柜單元、溫壓流檢測器單元,數據經485接口連接數采儀,實現數據在線監測。

3.1.4電化學在線監測系統組成

系統主要由簡易采樣探桿和伴熱帶、預處理系統和電化學傳感器分析系統組成,數據經485接口連接數采儀,實現數據在線監測。

3.2技術方案

根據前期調研報告需整理出技術方案作為企業合同附件進行備案。技術方案包含了公司簡介和資質、企業調研和排口分析、設備清單、系統介紹、主要性能參數、施工方案和指導等。

4安裝與調試

4.1基建施工與安裝

系統安裝前需要具備一定的安裝環境、滿足相應要求的電源和氣源,基建施工主要包括站房、橋架鋪設、采樣器采樣點預埋法蘭、溫壓流皮托管預埋法蘭以及支架的施工,施工一般由企業負責。某公司將在技術方案中提供施工要求和指導,基建施工大約需要一到兩周時間。設備安裝包括采樣器和溫壓流安裝、機柜安裝、系統配線、系統配管、氣源安裝等幾大部分,安裝必須按照指導文件和規范進行,設備安裝比較復雜,通常需要3,d左右的時間。由于各企業基建進度不一致,按照《環保局工作要求》,各企業基建工作在2016年底前完成。

4.2調試與驗收

系統運行和調試主要分為系統一般功能及操作、圖像采集、譜圖分析、標定和反標、設備控制參數設置、數采儀設置和調試。按照環保局的系統要求完成系統和園區平臺的聯網對接,實現園區污染源自動監控系統的實時傳輸(見圖3)。系統平臺分為廢氣類(CEMS連續煙氣監測系統)、VOC(FID/PID揮發性有機物監測系統)和廢氣特征因子(電化學監測系統)等,實現排放站點數據實時監控、報警信息、統計分析、歷史數據等的顯示和跟蹤。上傳平臺的數據VOC類為非甲烷總烴濃度、排放量、溫度、壓力、流速等指標;廢氣類為SO2(mg/m3)、NOx(mg/m3)、煙塵(mg/m3)的濃度,以及煙氣溫度(℃)、煙氣流速(m/s)、煙氣濕度(%,)、煙氣壓力(MPa);廢氣特征因子主要為濃度等。

按環保局驗收要求提供設備備案表、環境監測儀器質量監督檢驗中心適用性檢測報告及國家環境保護產品認證證書等資質證明,以及相關的管理制度、相應系統的調試報告等。

5結語

南京化工園廢氣在線監測系統項目于2017年3月份完成驗收,某公司獲得了南京化工園VOCs自動安裝監測系統評比第一名。隨著我國環保事業的高速發展,公司也迎來環保產業發展的契機,已先后在江蘇(南京、大豐、鎮江等)、山東淄博、河北石家莊、廣東、天津(普利司通、頂正包材、艾瑪自行車、大豐橡膠、萬達輪胎和阿克蘇諾貝爾涂料等企業)等地安裝了固定源和廠界廢氣在線監測系統。相信通過企業治理和環保部門的共同努力,必將使我國的廢氣排放指標進一步降低,使人民生活的環境得到更大的改善。

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