前言
煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指對(duì)大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測(cè)并將信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街鞴懿块T(mén)的裝置，由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，顆粒物監(jiān)測(cè)于系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)組成。氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物 S02、NOx等的濃度和排放總量。顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)煙塵的濃度和排放總量。煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用來(lái)測(cè)量煙氣流速，煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量、煙氣濕度等，用于排放總鼉的積算和相關(guān)濃度的折算。數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)參數(shù)，生成各濃度值對(duì)應(yīng)的干基、濕墓及折算濃度，生成日、月、年的累積排放量，完成丟失數(shù)據(jù)的補(bǔ)償并定時(shí)和實(shí)時(shí)地把監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)配套的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)送到備級(jí)環(huán)保部門(mén)。
1 研究煙氣在線監(jiān)舅儀器目的和意義
目前對(duì)污染源的監(jiān)測(cè)基本采用現(xiàn)場(chǎng)手工采樣，實(shí)驗(yàn)室分析，由于其時(shí)間和空間的局限性，這種瞬時(shí)性監(jiān)測(cè)無(wú)法快速捕捉污染事故和違法行為，難以滿足污染排放總量控制。而煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便于各級(jí)環(huán)保主管部門(mén)對(duì)工業(yè)和民用固定污染源進(jìn)行不間斷地監(jiān)控和管理，可大大提高環(huán)境管理現(xiàn)代化水平，適應(yīng)環(huán)境管理和執(zhí)法需要，對(duì)有效控制排放總量有重要意義，為管理決策提供合理依據(jù)。
2 監(jiān)測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)為煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心系統(tǒng)。本文以氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)作為研究重點(diǎn)．來(lái)對(duì)比分析各種監(jiān)測(cè)方法及原理的優(yōu)缺點(diǎn)。煙氣的監(jiān)測(cè)方法有采樣測(cè)量法和直接測(cè)量法兩種。
2.1采樣測(cè)量法
是早期發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。分為直接采樣法和稀釋采樣法。
(1)直接采樣法：直接抽取煙道內(nèi)煙氣通過(guò)伴熱管保溫并經(jīng)除塵、除濕等處理后，進(jìn)入測(cè)量分析儀器進(jìn)行測(cè)量。多為干基，也有濕基。適應(yīng)國(guó)外煙塵濃度很低的監(jiān)測(cè)環(huán)境，或用于除塵效果好的場(chǎng)合，在國(guó)內(nèi)高濃度污染條件下需經(jīng)常清理過(guò)濾器。其處理過(guò)程復(fù)雜，易堵、易腐蝕，維護(hù)量大：管線過(guò)長(zhǎng)，易發(fā)生泄漏，影響精度：響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)：而且運(yùn)行成本較高．是較傳統(tǒng)的技術(shù)水平。
(2)稀釋采樣法：用零氣在探頭內(nèi)與煙氣按比例進(jìn)行稀釋混合，稀釋后煙氣進(jìn)入分析儀器進(jìn)行測(cè)量。其特點(diǎn)是濕基測(cè)量，適用于各種場(chǎng)合。因需對(duì)煙氣進(jìn)行稀釋和處理造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管線過(guò)長(zhǎng)：響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)：如稀釋比控制不好。影響測(cè)量精度：開(kāi)爐和停爐時(shí)易堵，因此日常維護(hù)工作量大，運(yùn)行成本高。目前是當(dāng)代主要技術(shù)水平。
2.2直接測(cè)量法
將一束紫外光直接穿透煙道氣體，利用煙氣的特征吸收光譜進(jìn)行測(cè)量。其特點(diǎn)是濕基測(cè)量，適用于各種場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需管線，響應(yīng)時(shí)間快，支持多組分監(jiān)測(cè)。開(kāi)爐和停爐時(shí)無(wú)需停機(jī)。斷面測(cè)量，結(jié)果有代表性．只需定期擦洗鏡頭。運(yùn)行成本低，也是國(guó)內(nèi)外當(dāng)前高技術(shù)水平。
3以氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)S02為例，對(duì)比測(cè)量原理及發(fā)展歷程
直接采樣法測(cè)SO：常用非分散紅外法，該法用單光源通過(guò)窄帶濾波片產(chǎn)生多種單波長(zhǎng)紅外光，可測(cè)量多達(dá)十種氣體的濃度．但其煙氣除塵、除濕（采樣管加熱）等預(yù)處理維護(hù)工作復(fù)雜，抽氣口易堵塞，采樣管線是負(fù)壓運(yùn)行，稍有泄漏會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。該技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期，該技術(shù)在全球市場(chǎng)的占有率約為9 5%，產(chǎn)品價(jià)格適中。國(guó)外主要為日本島津公司和英國(guó) XENTRA4900型產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)如北京北分麥哈克分析儀器有限公司的GXH902及GXH9021W。其主機(jī)UNOR及MULTOR為德國(guó)MAIHAK公司制造，還有北京天融環(huán)保設(shè)備中心的產(chǎn)品（德國(guó)技術(shù)）。
稀釋采樣法測(cè)SO：常用紫外熒光法，具有測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)量前須除水、除塵，而且存在一種測(cè)量組分對(duì)應(yīng)一臺(tái)分析儀的不足。該技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代初期該技術(shù)在全球市場(chǎng)占有率約為85%，在美國(guó)高達(dá)90%。國(guó)外主要為美國(guó)熱電子(Thermo Electron公司)環(huán)境儀器公司200型產(chǎn)品及法國(guó)環(huán)境儀器公司(ESA)的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)如北京航天益來(lái)電子科技有限公司CY，、200型及深圳中興新通訊設(shè)備有限公司的產(chǎn)品。
直接測(cè)量法測(cè)SO。常用紫外雙波長(zhǎng)法和紫外差分吸收光譜法，即將一束紫外光直接照射到煙氣上。在探頭上開(kāi)孔，煙氣從中流過(guò)，利用SO。的特征吸收光譜進(jìn)行測(cè)量。紫外雙波長(zhǎng)法消除或減少了光源發(fā)射強(qiáng)度衰減對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，卻無(wú)法}肖除水、粉塵的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響：無(wú)法實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)測(cè)量。紫外差分吸收光譜法則消除了水、粉塵、光源發(fā)射強(qiáng)度的衰減對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響：可實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)監(jiān)測(cè)，但其要求的光學(xué)調(diào)整系統(tǒng)。國(guó)外此類技術(shù)的早期產(chǎn)品出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末至80年代初該技術(shù)在全球市場(chǎng)的占有率為5%，產(chǎn)品價(jià)格較低。國(guó)外有美國(guó)AIM公司的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)如北京牡丹聯(lián)友公司的產(chǎn)品HPS000(紫外雙波長(zhǎng))。
此外，常見(jiàn)的還有電化學(xué)法，但其靈敏度不夠高，且傳感器壽命短，維護(hù)工作復(fù)雜，漂移嚴(yán)重，不適用于連續(xù)監(jiān)測(cè)。
由目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品可知，日本和英國(guó)主要采用非分散紅外吸收法，而美國(guó)主要采用紫外熒光法。而我國(guó)的產(chǎn)品毛要集中在紅外吸收和紫外熒光法。紫外差分吸收光譜法為目前的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，是美國(guó)EPA環(huán)保署和我國(guó)環(huán)保總局聯(lián)合推薦使用的監(jiān)測(cè)技術(shù)，該類產(chǎn)品的研發(fā)剛剛起步，市場(chǎng)份額不大。
4發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題
4.1高新技術(shù)含量低
國(guó)內(nèi)企業(yè)基本處于發(fā)展階段，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)‘還處于學(xué)習(xí)階段，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)少。主要技術(shù)和零部件依靠國(guó)外進(jìn)口。而國(guó)外產(chǎn)品不僅價(jià)格高昂，而且不適合中國(guó)的污染現(xiàn)狀。由于國(guó)外污染治理設(shè)備運(yùn)行好，排放濃度低。儀器通常在較清潔的環(huán)境中運(yùn)行。而我國(guó)的監(jiān)測(cè)條件較惡劣，國(guó)外儀器易“水土不服”，難以正常運(yùn)行。
解決方法：積參考和借鑒國(guó)外產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，從實(shí)際出發(fā)研發(fā)適合中國(guó)排污企業(yè)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。企業(yè)應(yīng)與研究機(jī)構(gòu)加強(qiáng)合作，提高產(chǎn)品技術(shù)含量。4.2企業(yè)規(guī)模小
國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)模小，資金緊缺，不僅企業(yè)運(yùn)作存在困難。而且研發(fā)也受限滯后，導(dǎo)致產(chǎn)品單一、趨同化嚴(yán)重、無(wú)法滿足污染源監(jiān)測(cè)多樣化的要求，同時(shí)質(zhì)量和技術(shù)也難以確保。
解決方法：加強(qiáng)各企業(yè)同的合作，使企業(yè)間做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅在技術(shù)上互相學(xué)習(xí)，在市場(chǎng)上也共同開(kāi)拓。同時(shí)我國(guó)應(yīng)對(duì)一些具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)前景好的企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)扶持以及合理引導(dǎo)。
4.3部分在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與手工分析不具備可比性
部分在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與手工分析不具備可比性，各自分析方法有所差異，不應(yīng)強(qiáng)行對(duì)比。
解決方法：在實(shí)際工作中，應(yīng)綜合各種影響因素，根據(jù)具體情況，對(duì)儀器進(jìn)行校正系數(shù)的測(cè)量和標(biāo)定（會(huì)出現(xiàn)每套系統(tǒng)監(jiān)測(cè)對(duì)象不同，系數(shù)不同的情況）。
5結(jié)語(yǔ)
煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有，從采樣測(cè)量到直接測(cè)量，從儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜到更加簡(jiǎn)單，易維護(hù)的歷程，并向著紫外差分吸收光譜法等目前的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展，雖然在建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)過(guò)程中遇到諸多問(wèn)題及困難。但經(jīng)過(guò)多方努力，問(wèn)題逐步解決，該系統(tǒng)的性不斷顯現(xiàn)，隨著發(fā)展，其必將成為一個(gè)基本穩(wěn)定運(yùn)行，能夠?yàn)榄h(huán)境執(zhí)法、管理提供依據(jù)的成熟系統(tǒng)