北極星VOCs在線訊:大家好!感謝組委會給我們這次機會。我今天的演講主題是「超低排放CEMS和VOC我們應用的一些工況以及我們的解決方案」。我是應用工程師張智傑。
賽默飛有一些友商可能並不是很了解我們，有一個短片簡短的介紹一下我們這個部門。
我們這家公司是做分析儀器的，我們是分析儀器的行業公司，2016、2017年我們都是分析儀器第一名。這是我們的一個業務範圍，我們有一些分析儀器，包括有一些生命科學的儀器、還有一些耗材等。我們在國內有一些全球化的工廠，有一些藥劑、培養皿都是在國內做的，在國內做完以後既可以在國外銷售也可以在國內銷售。
下面我講一下在超低排放CEMS 二氧化硫和氮氧化物中遇到的一些問題和我們的一些解決方案。其實我們現在在超低排放裡碰到的問題水的問題、高硫的問題、銨鹽的問題等。水的問題可能大家現在碰到的比較多，煙氣大部分都是五六十度的飽和，含水量是比較大的，對二氧化硫的損失還是比較大的，超低以後二氧化硫損失是非常大的影響，包括水多以後加熱、安裝對整個系統穩定性都有影響。高硫主要是脫硫、水泥、鋼鐵裡碰到的高硫，高硫帶來的就是探頭的堵塞，包括有一些疊加反應造成結晶物對探頭堵塞。還有在氨法脫硫脫硝上碰到的結晶問題，其實銨鹽在我們整個監測中帶來的問題，包括銨鹽對你的數據也會造成一些影響。
這是我們碰到的一些問題，我們一直在做的是稀釋法的CEMS系統，所以其實我們用稀釋法以後去解決一些我們碰到的問題。我們稀釋以後可以把露點從五六十度的飽和露點把樣氣稀釋成負10度或者更低的樣氣，這樣對後端的傳輸包括二氧化硫的損失都可以降的很低。稀釋以後，我大部分樣氣是稀釋氣，所以只需要一小部分的煙氣，對整個過濾器的負荷都很小，大概只需要5毫升。稀釋以後可以把PPM量級的煙氣稀釋成PB級的，汙染物濃度降低以後結晶率會降的很低。我們管路使用PFA材質，也是比較貴的。我們跟其他廠家用的不太一樣，我們的接頭全部是316L的化工的接頭。我們用的全部是不鏽鋼接頭，我們系統在整個運營中從來沒有因為某個接頭出問題造成某個系統不穩定，這是我們從材料上、做工上跟其他廠家的一些區別。
剛剛說了我們用稀釋法系統去測煙氣，所以我們這個系統上和其他的廠家有區別，我們多了一套壓縮器的預處理裝置，我們通過這套裝置得到我想要的稀釋氣，我把壓縮氣裡的這些氮氧化物、二氧化硫等，我只要氧和氮氣，用這個氣既可以當稀釋氣也可以做校準。
這是我們稀釋法的架構，大概分六部分，我們的氮氧化物和二氧化硫分級，如果後端的分級在這裡分級就可以，B是我們壓縮氣源的預處理系統，D是一個壓力調節，我們叫探頭控制器，A就是我們的稀釋探頭，我們的核心就在稀釋探頭這兒。B把我的壓縮氣體處理掉以後，我只要氧和氮氣，跟煙氣裡的二氧化硫、氮氧化物或者其他的待測汙染物混合以後，從A直接傳輸到C，所以我們這套系統跟常規的系統有明顯的區別就是，我沒有樣氣的預處理系統，就是從探頭端A端到C端沒有任何的樣氣預處理，是直接分級。還有從A到C是這樣一個傳輸，有人為的破壞是不會影響你的數據。樣品從A端已經稀釋完了，所以我的樣品露點已經到了負溫，我傳輸的時候從A到C不需要伴熱，裸露的管線在室外用就可以。通過稀釋以後，本身量程很寬的，可以不更換任何硬體的情況下可以做到幾個PPM的量程也可以做到幾萬個PPM的量程，這套系統可以很寬範圍內的兼容大量程。
這是我們稀釋法的一些優點，就是我解決了一些露點水的問題，我的稀釋比大概選型在1：250，我們一般在國內賣是1：100的，我們的分析儀是我們的優勢，因為我剛剛說了我們是一家分析儀公司，我們的分析儀跟其他廠家有區別，其他廠家大部分是PPM級別的分析，我們應用在CEMS上的分析都是PPB級別的甚至可以做到PPT級別的，更小了3倍。我們的整個系統校準，就像剛才這張圖我們做的是全程校準，是打到他探頭端，然後再回來。
這是我們核心的稀釋模塊的工作原理，採樣的時候把樣氣抽過來，通過過濾器、通過稀釋模塊，把我的樣氣稀釋完以後微正壓的打向我的分析儀，整個傳輸是微正壓的傳奇。做系統校準的時候是校準器從藍色地方，經過龍色過濾器跟採樣系統是一樣的氣路，回到系統做到真正意義上的全程校準，所以我消耗的氣量非常小。
這張圖大概解釋了一下我為什麼可以在極端的低溫環境下用常溫的管線，打個比方，煙氣溫度如果是50度飽和露點的話大概絕對含水量13%左右，如果稀釋成100倍以後，我的絕對含水量應該0.13%左右，所以應該在負15%—負20%，所以這個露點下我的樣氣傳輸的時候是不會有任何冷凝的風險，所以我就可以很安全的用常溫管線做傳輸，我不需要做伴熱。
這是我們的二氧化硫分析儀，二氧化硫分析儀是我們的專利產品，脈衝螢光也是我們的核心產品，我們一般使用的都是PPB級別的，量程這臺一起步更換任何硬體的情況下養成可以從PPB到PPM任意選擇，包括可以設置很蹩腳的數，比如228、229，都可以支持這樣的自定義設置。
這是二氧化硫的分析原理，脈衝是我們的專利技術。我們用脈衝就可以像閃光燈似的可以瞬間放出很大的光強，而且可以延長這個燈的壽命，這是我們的特色，我們這個燈保守的估計應該7、8年是沒有問題的。氮氧化物我們是化學發光法。但是氮氧化物的工作原理。
這臺儀器同時可以測一氧化氮，也可以測二氧化氮，這是滿足新75、76標準要求二氧化氮要區分測量，既測一氧化氮也要測出二氧化氮，然後算出總氮，這個產品既可以測一氮也可以測二氮。
這是稀釋法的優勢，法規上定義，因為我們沒有物理的處理水，雖然解決了水的傳輸問題，我們沒有物理的去除水，環保上稀釋法在沒有除水之前稀釋應該算溼級測量，這是環保法規的規定。還有後端通過稀釋以後可以解決很多的問題，包括水的問題、高程的問題，我對整個負荷非常小。我整個系統是沒有採樣泵的，我正壓傳輸，不存在什麼漏氣的問題。
下面介紹一下我們的VOC系統，是我們另外一套系統，叫5800系統，我們的應用原理是FID，我們的所有藝奇的研發都是向標準方法去靠。FID原理在VOC來說是非常常見的原理。新的總站有一個VOC CEMS在線監測儀器驗收標準的報批稿，包括 之前有一個徵求意見稿，他們規定了兩種檢測方向，一個是甲烷、非甲烷和總碳烴的快速檢測，一個是是苯系物的監測，我們的儀器使用的是模塊的化的係數，我們分成了三款，5800A、5800B、5800C三款和580D款，D款就是針對不同的汙染物、不同的工況有一個針對性的監測，D款屬於定製款。這些都是模塊化的，我理論上可以從A升級到B、從B升級到C、從C升級到D，都可以。
其實VOC現在我們面臨的挑戰跟CEMS有點類似，就是我們現在碰到的很多現場工況比較複雜，有高溫、高溼、高腐蝕、煙氣組分複雜。還有因為有些VOC大部分涉及到防爆，所以按照生產、氫氣使用、超標排放的報警。還有系統穩定性、功能性、擴展性，這些可能是後期企業運行更關注的幾點。
工況，其實我們碰到的主要是，高溫、高溼工況，還有醫藥行業我們碰到滷化物的強腐蝕。我們做了一些應對措施，首先從環保部標準的措施來說，因為VOC是可溶性的絕對不可以除溼，對VOC的測量數據人為的往低拉，要求你全程高溫過來，其實加熱不一定好，但是不加熱一定不好，所以要控制你的加熱溫度，每個工況可能控制的溫度不一樣，要去每個現場每個工況工藝點自己摸索，所以其實我們從探頭到管路到一起內部全部都是高溫可控溫的採樣。曾經我們碰到一些工況複雜的，一味的加熱高並不是好的。
針對這些高腐蝕的現場，包括我們把探頭的材質也換成了哈氏合金，我們有一些針對低溫環境可以換PTFE的材質，這種耐腐蝕性更好。
工業客戶的接口通訊接口多樣化，邏輯控制多樣化。應對措施，標準支持，我們做過一個案例，客戶做CEMS監測以後要做一些風速、風向的背景數據搜集，為了做以後的擴散這些數據作為基礎數據，我們的系統也可以接入氣象的參數，都可以標準接入。我們做工業必須用PLC做邏輯控制，這相當於一個底線。
安全生產，滿足防爆要求是必須的，針對有些現場可以提供防爆機櫃，包括一些特殊現場，我們的他頭加熱、管線加熱自限溫的，包括H2安全閥的設置，還有一些系統的狀態，各種儀器參數，都可以輸出給工廠，做一些聯動的措施。
系統穩定性，首先你的用料，VOC所有的接頭都是使用316雙卡套接頭，我們使用工業PLC、溫控器、隔離器。擴展性，5800主機可以升級測量組分，可以擴展外部信號輸入、輸出。
這是我們一個常規機櫃和防爆機櫃。這是我們用的卡套接頭品牌和類型，像這種快插接頭在我們系統上絕對看不到的。這是VOC和CEMS的客戶，這是我們大概在全國的分布圖。
謝謝大家!
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