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。


