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基于化学计量的工业排放气体在线监测技术发展与环保监管应用

一、引言

工业过程排放的SO₂、NOₓ、CO、VOCs等气体是大气污染的主要来源。通过化学计量技术实现排放气体的在线、连续、高精度监测,是落实环保法规、实现“双碳”目标的重要技术支撑。


二、在线监测的基本原理

依据气体分子的光学吸收、电化学反应或色谱分离特性,构建连续排放监测系统(CEMS),实时测定烟气中污染物浓度,并折算为标准状态下的排放速率。


三、核心技术与系统组成

采样与预处理系统:高温伴热管线、过滤、除湿,防止冷凝与堵塞。

分析仪器:

非分散红外(NDIR):测CO、CO₂;

紫外差分吸收光谱(DOAS):测SO₂、NO₂;

气相色谱(GC):测VOCs组分;

化学发光法(CLD):测NOₓ。

数据采集与传输系统:符合HJ 212协议,直连环保平台。

自动校准模块:定期通入标准气体进行零点与量程校准。


四、典型应用场景

火电厂烟气排放监测
实时监控脱硫、脱硝系统运行效果,确保达标排放。

水泥、钢铁行业过程控制
优化燃烧参数,降低能耗与排放。

化工园区VOCs走航监测
结合移动平台实现区域污染源快速排查。

碳排放核算支持
为CO₂排放监测与碳交易提供数据依据。


五、挑战与未来发展趋势

挑战:

高温、高湿、高粉尘环境影响仪器稳定性;

多组分交叉干扰导致测量偏差;

数据造假风险较高。

未来方向:

发展激光吸收光谱(TDLAS)等高选择性技术;

推进传感器微型化与物联网集成;

建立“监测-溯源-预警”智能监管平台;

强化计量溯源与第三方校准制度。


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