CEMS系統在煙氣脫硫中的應用分析

王以平

摘要：煙氣在線監測系統（CEMS）由樣氣采集、預處理器、在線分析儀（U23）及數據運算和傳輸四部分組成。實現對煙氣中SO2、NOX、粉塵等污染物的分析和連續監測以及對數據的遠程傳輸。本文以我廠80萬噸/年重油催化裂化裝置的煙氣在線監測系統為例，著重介紹煙氣在線監測系統在煙氣脫硫中的應用。

關鍵詞：CEMS;煙氣脫硫;應用分析;措施

隨著現代工業的日益發展，環境污染也越來越嚴重，尤其是化工企業排放的含硫較高的煙氣對環境造成的污染。催化裂化裝置催化劑再生形成的煙氣中通常含有超標的SO2、NOX和粉塵，為了使煙氣排放達到國家環保局規定的排放標準，本著從環境保護的角度，降低煙氣中的SO2、NOX、粉塵等的含量，煙氣脫硫是不可缺少的環節。煉化總廠催化裝置脫硫系統采用濕法脫硫工藝流程，煙氣經過堿液洗滌后SO2、粉塵等含量明顯降低。煙氣在線監測系統的正常、穩定、準確的運行是保證脫硫系統良好工作的基礎，也是提高脫硫效率，提高脫硫劑利用率的有效方法。

一、工作原理

1.1采樣單元

按照煉化總廠80萬噸/年重油催化裂化裝置的實際工況和技術要求，煙氣監測系統的采樣單元采用直接抽取加熱法，主要由采樣探頭、伴熱管線等配套裝置組成。采樣探頭安裝在煙囪的適當位置，采集煙道中的氣體，并通過伴熱管線將氣體運送到機柜間的預處理器中，為防止因水蒸氣凝結而吸附硫化物，堵塞管道，采樣探頭和取樣管線都采用電伴熱方式。

1.2 樣氣預處理單元

煙氣經過采樣探頭、電加熱采樣管線和除水過濾器，由取樣泵抽取至分析儀進行分析。由于樣氣的壓力、溫度、流量不穩定，且含水、含粉塵，不能滿足儀表分析的要求，所以需對樣氣預處理。在預處理過程中，通過探頭過濾器完成除塵，通過壓縮機冷凝器對樣氣快速冷凝，通過蠕動泵將冷凝水排放來除水。

1.3 分析單元

用多組分氣體分析儀（U23），對樣氣中所含氣體組分進行分析。用非分散性紅外線法來分析SO2、NOX的含量，用電化學法來測量O2含量。通過PLC 控制自動測量，完成相應的流路切換、采樣泵運行及空氣標定零點、自動吹掃的功能，也可手動標定零點及吹掃。

1.4數據采集處理系統

數據采集系統由PLC、軟件包、計算機組成。數據采集處理系統所有控制點和輸入信號都經過PLC處理后再通過軟件包傳輸到車間DCS、集團公司、煉化板塊和政府環保部門。

二、應用及存在的問題

2.1脫硫系統的應用

80萬噸/年重油催化裂化裝置再生煙氣除塵脫硫設施采用JWGS技術，煙氣以水平方式進入噴射文丘里管，文丘里管上部噴射循環堿性泥漿液，由于液體的抽吸、洗滌作用，煙氣與循環液在喉管處劇烈混合，經擴散段后進入彎頭處脫除SO2及固體顆粒物，從而達到脫硫的效果，這種脫硫工藝能有效地降低煙氣中SO2和粉塵的含量，但該系統不具備脫除NOX的功能。

2.2煙氣在線監測系統的影響因素

濕法脫硫工藝的應用，有效降低了煙氣中SO2和煙塵的含量。在夏季因為環境氣溫高，煙氣蒸發量大，在線監測分析儀運行良好。但進入秋冬季節后，環境溫度低，特別是夜間溫度在零度以下的時間長，煙氣蒸發量小，導致煙氣中的濕度大幅度增加，煙氣中的水蒸氣在低溫環境下很容易在取樣管路中凝結成水滴，由于煙氣中的粉塵含量大，遇到水滴后容易結成塊狀物而堵塞取樣管路。水滴中溶有亞硫酸和硝酸鹽等物質，這種帶有腐蝕性的氣體經過CEMS分析儀的探頭時，對激光發出的紅外光有折射和吸收的作用，長周期的運行在很大程度上會影響煙氣監測在線系統工作的可靠性和分析值的準確性，甚至會對分析儀表的部件造成腐蝕。

2.3采取的有效措施

為了有效解決在線分析儀測量不準確和維護工作量大的負面影響，我們經過探索和研究，并采取相應的措施。原有的取樣探桿是直徑為DN20mm長度為1200mm鋼管，為了達到減少取樣管線內壁凝結水含量的目的，在原有的取樣探桿外加裝一套可以加熱的套管裝置，套管加熱方式為220V電加熱。通過電加熱后，使取樣探桿內的煙氣溫度達到150℃以上，高溫煙氣在取樣管線內壁不易被凝結，最終使附著在取樣管線內壁的二氧化硫的含量減小到最低狀態。

2.4改造后的效果評價

加裝探桿加熱裝置后，分析儀分析出的數據和化驗室分析的數據進行了多次比對，比對結果在均在誤差范圍之內。煙氣在線分析儀分析數據準確可靠，上傳數據無超標現象，極大的消除了在線分析儀測量不準確和維護工作量大的屏障，確保了我廠煙氣的合格排放。由此說明改造效果顯著，達到了預計目的。

三?結束語

煙氣在線監測系統的正常、穩定、準確的運行，極大的提高了煉化總廠催化裝置自身的工藝生產安全，為及時改變工藝操作提供依據，同時也提高了煙氣脫硫效率和脫硫劑的利用率，降低了能耗，減低大氣污染，為環境保護起到了重要的作用。