博纯超低

GASS预处理系统在燃煤电厂“超低排放”CEMS中的研究与应用Research & Application of GASS Preconditioning System for Ultra Low Emission CEMS in Coal Fired Power Plant

蒋雄杰1李峰2

(1.浙江浙能嘉兴发电有限责任公司，嘉兴314201；

2.美国博纯有限责任公司上海办事处，上海200051)

摘要：燃煤电厂在大力推广“超低排放”的同时，对CEMS气态污染物监测系统中低量程SO2和NOx在低温、高湿度烟气条件下的监测提出了极为苛刻的要求。如何整改或升级现有的冷干直抽法CEMS，并使其适用于“超低排放”限值，是一个非常大的挑战，极具经济和社会效益。在采用了低量程的分析仪后，如何解决预处理系统中“除湿”这个核心问题上，Nafion 干燥管凭借其独特的气态膜除湿、保留目标气态的特点，为冷干直抽法CEMS拓宽了一条原位预处理的路径。而以Nafion管为核心的GASS样气预处理系统，则集絮凝过滤、除酸雾、Nafion管干燥和在线酸性气体露点监测为一体，可彻底解决冷干直抽法CEMS中冷凝水析出和低量程SO2溶于冷凝水的问题，是一种创新的冷干直取法CEMS样气预处理技术。通过实验室内实验，手持式CEMS应用实验，和嘉兴发电厂8号机“超低排放”CEMS的应用，证明GASS预处理系统非常适合在燃煤电厂“超低排放”CEMS中的应用。

Abstract: With the wide & vigorous promotion of “ultra low emission”in coal fired power plant in China, harsh demands for ultra low SO2 & NOx CEMS in low temperature & high humidity flue gas have been put forward. How to reform or upgrade existing cold & dry extractive ECMS, and make it suitable for “ultra low emission” limit values, is a very big challenge, even it has great economic and social benefits. After using low range analyzer, how to remove moisture in sample gas in traditional CEMS, should be the essential problem. Nafion dryer tubing has unique characteristics of selective gaseous dehumidification, retaining the target acid gas, is a premium approach to widen existing cold & dry extractive CEMS. With Nafion tube as the core of the GASS precondition system, which integrates secondary acid mist filter, Nafion dry tubing and online dew point analyzer together, could thoroughly solve the water condensation and low range SO2loss problems which are inevitable for cold dry extract method CEMS. After laboratory experiments, onsite portable CEMS experiments, and Jiaxing Power Plant No. 8 generation “ultra low emission”CEMS application, GASS precondition system has been demonstrated that it’s very suitable for cold & dry

extractive CEMS even for “ultra low emission” limits in coal fired power plant in China.

关键词：GASS预处理系统，冷干直抽法，CEMS，燃煤电厂，超低排放，Nafion干燥管Keywords: GASS preconditioning system, cold& dry extractive method, CEMS, coal fired power plant, ultra low emission, Nafion tubing

一、背景

“雾霾”是近三年中国使用频率非常高的词汇，促进了环保理念在民众中的觉醒与普及。同时，国家对大气污染治理日趋严格。众所周知，化石燃料的燃烧是雾霾的主要来源，而占全国每年40亿吨煤炭一半的燃煤电厂，则是减排的严控对象。

2011年，国家推出了《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》替代2003标准；2014年9月，发改委、环保部和能源局公布了发改能源(2014)2093号文，制定了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》，提出了燃煤机组“超低排放”的要求和时间表。计划要求：

“新建燃煤发电机组（含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组）应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市）新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3），中部地区（黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省）新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。”

下表1为历年来燃煤电厂大气污染物排放限值的变化及对比。

表1 燃煤电厂大气污染物排放限值对比

表1中，燃机排放限值就是在2014年至2020年燃煤电厂所需要达到的“超低排放”限值目标，减排任务异常艰巨。

随着“超低排放”限值的实施，对环保设施稳定运行的要求越来越高；同样做为连续监测烟气排放的CEMS系统，其测量的准确性、可靠性、真实性和稳定性也被提到更高的层面上来。目前普遍采用的高量程的烟气连续监测系统难以支撑“超低排放”监测数据的准确性，尤

其是监测SO2和NOx的气态污染物监测子系统。

本文仅针对在“超低排放”限值条件下，对CEMS中的气态污染物监测子系统进行了讨论和研究，尤其是对一种创新的冷干直抽法原位预处理系统－GASS 6080，进行了详细的应用研究。

二、“超低排放”CEMS中气态污染物监测的挑战

CEMS中的气态污染物监测子系统主要在线监测气态污染物SO2和NOx，是CEMS系统的核心。根据《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(76-2007)3.8条的要求：根据实际需要设置CEMS的最大测量值，通常设置为排放源最大浓度的1至2倍，因此基本上“超低排放”SO2和NOx分析仪的量程都在0～100mg/Nm3范围内(稀释取样法分析仪除外)。根据CEMS取样方法的不同，目前可以适用于“超低排放”CEMS的取样方法及分析仪器可按下表2分类：

从表2可知，稀释抽取法、冷干直抽法及热湿直抽法CEMS都适用于“超低排放”低量程的在线检测。但是从系统稳定性、成本、系统普及性等方面考虑，在解决低量程分析仪表的前提下，采用现存的冷干直抽法CEMS还是最优的选择。因为在燃煤电厂现存的CEMS，超过90%均为冷干直抽法CEMS。如何利用现存的冷干直抽法CEMS，通过改造而适用于“超低排放”的在线检测，是一个非常值得研究的课题，具有非常大的经济和社会效益。

表2 国内常用CEMS气态污染物监测子系统技术分类

以上不同的采样方法在烟气处理、防止冷凝方法上均有较大差异，这对低浓度SO2的准确测量有非常明显的影响。在高湿度烟气采样时，采样管线中出现冷凝水且SO2浓度较低时影响就更加明显了。一般来说，样气处理越复杂，采样路径越长，响应时间越长，则对低浓

度SO2测试结果的准确性影响越大。

2.1 冷干直抽法CEMS

典型的冷干直接抽取法取样和预处理部分包括取样探头、取样伴热管线、过滤、除湿系统和取样泵等部分，其目的是给分析仪器提供连续的洁净(除尘)、干燥(除湿)、常温样气，确保分析仪长期连续稳定、准确可靠、低维护地协调运行，并延长其使用寿命。

冷干直抽法CEMS除湿系统的主要作用是将烟气中的水蒸气去除，目前采用最常见的是冷却除湿法。冷却除湿法要求快速将水蒸气冷凝，以防止烟气和冷凝水接触(但其机理决定了冷凝水和SO2必然的接触)。为避免冷凝水结冰，其冷凝温度大多控制在3～5℃，通常采用的冷却除湿法为电子制冷和压缩机制冷。

冷干直抽法CEMS预处理系统的最重要目的就是除湿。烟气在冷凝时会产生冷凝水(一般火电厂烟气的水含量为8～15%)。但如果伴热管线加热效果下降、管线截取、敷设不规范，会导致冷凝水析出；或冷凝器制冷效果不理想，样气中的水份没有被分离而析出；或冷却仪的冷凝水蠕动泵管老化，使得冷凝水不能及时排出而被样气携带进入后续管道或仪器；再者在低温情况下(冷凝器中)，SO2的溶解度升高，低量程的SO2会溶解入冷凝水而导致分析数据变小，或者为零。

下面就是传统冷干直抽法CEMS在火电厂“超低排放”中所面临的主要问题，其核心还是如何除湿以避免冷凝水析出的问题：

2.1.1 高湿度、低浓度SO2监测

目前冷干直抽法CEMS的分析仪普遍采用红外吸收光谱法，存在水份(或者说水汽)对SO2测量的干扰问题，尤其是低量程情况下，分析仪灵敏度降低，水分子干扰的影响误差增大，给红外法测量低浓度SO2带来困难。但烟气SO2含量达到50mg/Nm3，或35 mg/Nm3以下时，烟气中的水汽会对低量程红外分析仪的测试精度造成极大的影响，但对DOAS分析仪的检测精度影响就比较小。

因此，如采用低量程红外分析仪检测低量程的SO2，必须尽量去除烟气中的水汽，避免水汽对SO2检测精度的影响；而对于DOAS分析仪，则必须有效去除水汽，避免冷凝水在气室中的冷凝，导致气室内壁酸液腐蚀的发生。

2.1.2 无GGH低温、高湿、低浓度SO2监测

目前，为了达到“超低排放”，燃煤电厂普遍采用了高效脱硫或湿法电除尘等环保技术，同时取消了GGH。在烟气无GGH情况下的工况条件是：烟气的温度低到45～50℃，烟气的含湿量基本为饱和状态，或者存在水雾或液滴的超饱和现象。因此，如何应对无GGH低温、

高湿、低浓度SO2，并采用冷干直抽法CEMS，就是一个非常大的挑战。

下图1为SO2在不同温度下的溶解度曲线：从图1可知，随着温度的降低，SO2在水中的溶解度上升，也就是说，SO2在冷凝水中的溶解度升高，损失率升高。

图1 SO2在不同温度下的溶解度曲线图2 不同湿度情况下SO2的损失率曲线另外，从图1还可得知：在取消GGH后烟气的温度为45～50℃，SO2在冷凝水中的溶解度较有GGH前的90～100℃有较大的提升；但溶解度最高的区域还是发生在0～5℃范围，而3～5℃恰恰是冷凝器冷腔的温度。在冷凝器冷腔内，45～50℃的烟气被快速降温至3～5℃，大量冷凝水析出并通过蠕动泵排出，但是仍然不可避免的会发生低浓度SO2溶入冷凝水。

为了验证冷凝水对SO2测量的影响，杭州聚光进行了一组实验：用一定浓度的SO2与水气配比，形成模拟湿烟气，通过一套压缩机冷凝CEMS系统，测得在680ppm SO2、9.09%水分的模拟湿烟气中(这是火电厂的典型工况)，SO2损失率为10%;而在170ppm SO2、34.42%水分的模拟湿烟气中(这是垃圾焚烧的典型工况)，SO2损失高达60%。试验结果曲线见上图2：从图2可知，湿度越高，冷凝水析出的越多；而SO2浓度越低，损失比率也会越高。那么，可以确认：在高湿度(45～50℃超饱和水汽)、低量程SO2(SO2<35mg/Nm3)情况下，SO2的损失率会非常高，在很多情况下都发生了测不出的现象。

2.2 冷干直抽法的应对之道

针对在高湿、低量程势必发生SO2溶入冷凝水的问题，目前有两种方法可以予以避免或控制。

2.2.1 加注磷酸法

源自德国的烟气在线监测预处理系统供应商考虑采用在整个伴热管线/冷凝器或在冷凝器中加注磷酸(入pH=1.0或10%的磷酸水溶液)的方法来控制NO<1,000mg/Nm3及SO2<900mg/Nm3范围内SO2在冷凝水中的溶解问题。机理是通过磷酸在水中电离出的H +离

子，阻止SO2与水生成H2SO3的反应，保证尽量少的SO2溶入冷凝水中。

但是加注磷酸溶液需磷酸蠕动泵，还需要定期加注并消耗一定浓度的磷酸，增加了投资与维护量；同时，在冷凝器中的冷凝液会相应增多，必须考虑增加冷凝器中排除冷凝液的蠕动泵的处理量。

而如果在探头处投加磷酸，还必须将其气化，确保其在高温伴热管中不发生冷凝，投加磷酸和气化系统比较麻烦。

加注磷酸法在欧洲和国内的冷干直抽法CEMS预处理中有一定的应用，但是没有查阅到详细的文献资料供参考，只有简单的NOx－SO2不同浓度范围下的经验曲线，一般建议在NOx 低于1,000mg/Nm3及SO2低于900mg/Nm3的范围下加注磷酸溶液，并没有提供详细的试验数据及应用案例等。

2.2.2 Nafion干燥管除湿法

还有一种适用于冷干直抽法的预处理方式，那就是采用Nafion干燥管，通过Nafion膜选择性气态除湿的方式来彻底解决冷凝水析出的问题，同时保留烟气中低量程的SO2、NOx 和O2，确保分析的精度和准确性。

Nafion是聚四氟乙烯（Teflon?）和全氟-3，6-二环氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物。Nafion 管中气态水的迁移是以其对磺酸基的化学亲和力为基础的，而不是基于气体分子的大小来迁移的。由于磺酸基具有很高的亲水性，所以Nafion管壁吸收的水份，会从一个磺酸基向另一个磺酸基传递，直到最终到达另外一侧的管壁，而水份全部蒸发到干燥的反吹气中被带走，这一现象称为过蒸发(Pervaporation)。

Nafion管除湿的驱动力是管内外的水汽压力梯度(即湿度差)，而非压力差或温度差。因为即使Nafion管内压力低于其周围的压力，Nafion管照样能对气体进行干燥。只要管内外湿度差存在，水蒸气的迁移就始终进行，因此需要干燥、洁净、连续的反吹气(空气或氮气)在Nafion管的另一侧反吹。通常反吹气流量为湿烟气流速的两倍。

Nafion管在连续的除湿过程中，完全保留烟气中的SO2、SO3、NO、NO2、HCl、HF、O2、CO、CO2等待测气体，即只选择性的去除烟气中的水份。

由于Nafion干燥管没有机械运动部件，气态除湿且无冷凝水析出，所以比冷凝器有许多优点。在实验室用湿热发生系统产生已知含H2O 15%和30%及SO2浓度分别为20μmol/mol、50μmol/mol和100μmol/mol的气体，分别通过电热冷却器干燥系统和Nafion管干燥器后用UV和FTIR分光计检测，结果见表3。结果表明，通过冷凝器除湿后相对于通过Nafion管干燥器SO2的损失较大；就算是30%的高湿度情况下，Nafion干燥管也可以有效保留SO2。

表3 两种干燥除湿技术对SO2溶解损失影响的比较理论上Nafion管出口样气露点最低可达-45℃，但这取决于反吹气体的露点温度。例如，如果干燥后的压缩空气或仪表风露点为-10℃的话，Nafion管出口处的烟气露点可控制在0～-5℃范围内。

Nafion管在CEMS中建议最高使用温度为120℃；管内外烟气和反吹气的压差最好控制在±0.05MPa，并同时保持负压。

和所有传统的样气除湿处理部件相比，Nafion管是唯一具有在气态情况下去除水分而保持待测烟气组分不流失这一独特优点的技术。

Nafion的其它诸多优点，如反应快速(<0.1秒)、耐温、耐压、选择性好、过程简单、体积小巧，没有可拆分的零部件，一般无需维护以及无能耗等。以上突出优点和特性是对各种传统样气冷凝技术的极大突破和超越。

Nafion管在使用中的局限是：1. 不能有大量颗粒污染物或油类聚集。通常建议Nafion 管前的过滤滤径<1μm，否则颗粒物会聚集在Nafion管的表面，影响其除湿效果；另外，不能有油，否则一样会污染Nafion管表面；2. 干燥过程中不能有液态水，否则Nafion发生的自催化反应会导致Nafion管变冷，从而失去干燥功能；3. Nafion管应避免和氨气接触，因为氨气会导致Nafion管不可逆的破坏，但在“超低排放”中是不可能有氨气存在的。

为确保Nafion管平稳、高效除湿，必须保证：对样气和反吹气体进行除油、除尘；提高Nafion管的运行温度，保证其高压烟气露点温度，确保无液态水析出；采用干燥的反吹气，连续的对Nafion管进行反吹，以去除烟气中的水汽。

结合Nafion管的优点和局限性，并结合冷干直取法CEMS预处理技术，美国博纯研发出了一种创新的样气预处理系统－GASS 6080，将取样、除尘、除油除酸雾、Nafion管气态除湿和酸性气态在线露点监测等技术有机的融合起来，为冷干直抽法CEMS在“超低排放”的应用拓宽了一条方便和经济之路。

三、创新的冷干直抽法GASS预处理系统解决方案

以Nafion管为核心，结合Baldwin系列CEMS预处理相关技术，美国博纯研发出了一系

列的CEMS样气预处理系统－GASS系统，其中，GASS 6080样气预处理系统是其典型代表。

3.1 GASS 6080预处理系统

图3为GASS 6080样气预处理系统3D剖面图，图4为样气预处理系统外观图。

图3 样气预处理系统剖面图图4 样气预处理系统外观图如图3所示，GASS 6080密封的NEMA-4X外壳内有两个温度控制区。

在第一个温控区内(见图3标红的高温区)，整体区域的温度可以控制在90～95℃，确保烟气在这个区域内没有冷凝发生。经过一次过滤的高温烟气(在高温取样探头内，为一次过滤器)，进入凝聚微粒过滤器(二次过滤器)，将微粒杂质降低到0.1μm，若含有酸雾，也能在此凝聚并自动排除。

在高温区内，样气经过独有的Nafion? 干燥器。为了更好地去除水分，干燥器被加热至样气的露点温度之上以防出现冷凝，最高控制温度为95℃，保证在烟气的露点温度以上，无任何冷凝水析出。

在第二个温度控制区内(图2中的常温区)，样气经过剩余的部分干燥器，将露点进一步降低，根据所选干燥器模型及样气流速的不同，最低可达到-45℃(建议控制处理后烟气露点为0～-5℃)。除此之外，还可以在此部分选择安装反吹气所需的其他附件，如取样泵或吹扫气干燥器。该控制区在常温下运行，以保证这些控制器及附件不会过热。

建议GASS 6080直接原位安放在烟道旁，距离取样探头越近越好。GASS 6080内有PLC 系统控制过滤器温度及反吹时间，以及高温区的背板加热及Nafion管在高温区的单独加热。这样，烟气从烟道中被抽取出来后立即进行除尘、除湿的预处理，在确保分析的完整性的同

时，还可以节省昂贵的加热管线及维护量大的冷凝器，还能节省校准时间和标气。只需要提供220V电源和0.6～0.8MPa无油、无颗粒物的压缩空气即可。安装方便简单，维护量低。

3.2GASS 6080的技术创新点

针对冷凝水析出导致的诸多问题，采用气态除湿的Nafion干燥管来解决；

针对SO3酸雾及颗粒物问题，采用滤径为0.1um的FF-250絮凝过滤器来解决；

针对SO2溶于冷凝水损失问题，也采用气态除湿的Nafion干燥管来解决；

处理后酸性烟气的露点监测问题，采用了Defender露点仪在线显示烟气露点(内含Nafion管技术)来解决；

针对Nafion管需要的连续、干燥的反吹气体，采用了HD无热型干燥器来解决。

通过对GASS 6080的介绍，和其中创新点的说明，可确认：如果在烟道原位安装GASS 6080系统，就可以将“超低排放”烟气中低温、高湿度烟气中的大部分水汽在气态下就可去除，处理后烟气的露点可确保在0℃(4,518mg/Nm3)以下。因为烟气中湿度的大大降低，低于冷凝器的处理能力，就可以节省冷凝器，并可以降低伴热管的伴热温度。

因为GASS 6080可以在气态的情况下除湿，彻底解决了冷凝水析出的问题，也完全避免了酸性气体溶入冷凝水、产生酸液从而导致系统腐蚀的问题，因此在实验室、垃圾焚烧厂手持式CEMS系统及燃煤电厂“超低排放”进行了广泛的验证与应用。

四、GASS 6080预处理系统的应用研究

为了验证Nafion干燥管及GASS预处理系统的稳定性和适用性，在国家权威部门的帮助和指导下，进行了相关的实验室内试验和现场手持式CEMS试验。

4.1 实验室内试验

2013年6月，在南京进行了针对高湿度、低量程SO2的试验，试验采用了GASS预处理系统，试验结果见表4：

SO2标准配置浓度：500ppm；烟气温度：120℃

表4 实验室内GASS预处理系统试验数据表

当进气烟气水含量为27%时，经过GASS预处理系统处理后，烟气出口露点< -12℃(含水量2,150mg/Nm3)，大大超过了烟气出气露点< 0℃的要求。

试验结果表明：在高湿度的情况下，经GASS预处理系统处理后，相比起其它冷凝方式，SO2的损失率较低，最高为10%湿度时的3.2%。而在27%湿度条件时，SO2的损失率仅为0.8%。

4.2 现场手持式CEMS试验

2013年8月，在天津某垃圾焚烧厂，针对垃圾焚烧厂高湿度、低SO2的情况，进行了GASS预处理系统的除湿实验，基准数据参照芬兰GASMET DX4020 型全程高温FTIR手持式分析仪。实验时温度在35℃，烟气温度为120℃，烟气水含量为27%(v/v)，烟气流量为1 LPM。在GASS预处理系统后面采用的是一个手持式的电化学分析仪。

图5 GASS预处理系统对比实验结果曲线

从图5可知，在27%的高湿度、低于41.9ppm(119.8mg/Nm3)SO2情况下(最低时SO2浓度为0)，经GASS预处理系统除湿后，电化学分析仪的分析结果就可以和全高温FTIR结果及变化趋势完全吻合，说明GASS预处理系统在除湿的过程中，基本保留了目标监测气体SO2。

4.3 现场应用

2014年6月2日，在浙能嘉兴发电厂8号机WESP(湿法电除尘)出口处的CEMS高温探头旁，安装了GASS 6080预处理系统。经GASS预处理系统处理后，烟气的露点温度始终低于-10℃(含水量约为2,000mg/Nm3)，彻底避免了冷凝水问题的发生，确保了分析仪的稳定运

行。

在8号机42米平台处的CEMS取样点的烟气条件为：烟温－80℃；烟气流量－2 LPM；烟气湿度－14% V/V，露点约50℃。

该“超低排放”8号机系统的CEMS采用了ABB高温探头，探头后串联了GASS 6080预处理系统。经过GASS 6080预处理除尘、除湿后，烟气进入伴热管，后进入CEMS小屋的机柜。烟气首先进入奥地利JCT的JCL300双级冷凝器，冷凝器前投加pH=1.0的磷酸溶液(目前该冷凝器后完全没有冷凝水，已经停止加酸)。分析仪为ABB的AO2020。SO2量程从0～500mg/Nm3，调整为0～300mg/Nm3，NO量程从0～1,000mg/Nm3，调整为0～500mg/Nm3。总排出口通过尾气串联方式安装了美国API的T100(SO2单表)，以对SO2排放进行双重比较测量，两台分析仪的SO2分析数据基本吻合。其简单流程见图6：

ABB高温探头GASS 6080 JCT双级冷凝器AO 2020分析仪

图6 CEMS简单流程图

GASS 6080预处理系统在嘉兴发电厂使用了5个月，基本没有额外的维护工作，系统运行稳定。需要说明的是：

1)因CEMS建设初期就安装了双级空压机冷凝器，所以目前仍然在用，从蠕动泵后的排液

管无冷凝水可知，该预处理系统已经达到甚至超过了原冷凝器所承担的除湿功能；

2)在使用的5个月时间范围内，系统非常稳定，包括AO 2020分析仪，这是因为烟气在处

理到-10℃露点以下时，非常干燥，对非分散红外的影响非常小，确保了分析仪的灵敏度和线性误差在标准要求内，对非分散红外的运行非常有利；

3)因为整个系统，例如伴热管、冷凝器、抽气泵和接管等内均无冷凝水析出，因酸性冷凝

水而导致的腐蚀、堵塞等问题也得到了有效的控制，目前系统维护量非常低；

4)从长远来看，采用了取样点原位GASS预处理系统，将烟气的露点降低到0℃以下后，

可以节省伴热管线和冷凝器。但考虑到现有的CEMS国家标准，如此转变还需要一段时间。

4.3 GASS预处理系统和传统冷干直抽法CEMS的比较

相比传统的冷凝法冷干直抽CEMS，以Nafion干燥管技术为核心的GASS预处理系统具有以下优势：

表5 GASS预处理系统和冷凝法冷干直抽法CEMS的比较以上对比的内容获得了相关使用方(主要是使用过GASS预处理系统的燃煤电厂热控工程师)的认可。

总之，经过对Nafion干燥管机理方面的探讨，对GASS预处理系统在实验室、现场手持式CEMS和“超低排放”机组固定冷干直抽法CEMS上的应用研究，可确认：Nafion干燥管能够在高湿度条件下基本保留低浓度SO2；而以Nafion干燥管为核心，融合Baldwin其它辅助技术的GASS预处理系统，则能够在只提供220V电源和0.6～0.8MPa压缩空气的条件下，在烟道取样处原位处理CEMS烟气，处理后的烟气可保证颗粒物<0.1um，且露点低于0℃(含水量4,518mg/Nm3)，可彻底解决冷凝法冷干直抽法CEMS的先天不足－冷凝水析出的问题，相应的也避免了因SO2溶入冷凝水而导致的损失问题，同时也彻底根除了因SO2溶入冷凝水、生成酸水而导致的CEMS酸液腐蚀问题，可完全满足“超低排放”CEMS对气态污染物监测

系统的要求。

五、结论

5.1 稀释取样法、热湿法、冷干直抽法CEMS均适用于“超低排放”；但是相比稀释抽取法、热湿法CEMS，现有的冷干直抽法CEMS只要处理好冷凝水析出问题(例如采样Nafion干燥管气态除湿技术)，就可以解决超低排放SO2排放的精确监测问题。Nafion干燥管具有气态除湿且在除湿的过程中完全保留低量程SO2和NOx的特性，非常适用于冷干直抽法CEMS的原位预处理。实验证明：Nafion干燥管能够在高湿度条件下基本保留低浓度的SO2；

5.2 相比采用冷凝器势必产生冷凝水的传统冷干直抽法CEMS，以Nafion干燥管为核心，融合Baldwin其它辅助技术的GASS预处理系统，则能够在只提供220V电源和0.6～0.8MPa压缩空气的条件下，在烟道取样处原位处理CEMS烟气，处理后的烟气可保证颗粒物<0.1um，且露点低于0℃(含水量4,518mg/Nm3)，可彻底解决冷凝法冷干直抽法CEMS不可避免的冷凝水析出问题，相应的也避免了因SO2溶入冷凝水而导致的损失问题，同时也彻底根除了因SO2溶入冷凝水、生成酸水而导致的CEMS酸液腐蚀问题。GASS预处理系统得到了实验室、现场手持式CEMS和嘉兴发电厂8号机组“超低排放”等的广泛应用和考验，可完全满足“超低排放”低温、高湿、低量程SO2对CEMS中气态污染物监测系统的要求。

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[11] 李大鹏. CEMS设备在“近零排放”下的选型分析[J]. 中国电机工程学会环境保护专业委员会年会论文集:107-110,2014.

[12] 石爱军，马俊文等. 低浓度SO2和NOx自动监测系统性能评价方法[J]. 环境监测管理与技术，26(1):9-13,2014.

作者简历：

1. 蒋雄杰，男，1973年出生，工学学士学位,高级工程师。浙江浙能嘉兴发电有限公司热控主点检。主要火电厂热控设备的技术管理工作。Email： jxj0497@https://www.wendangku.net/doc/1b8384915.html,。联系电话：138 **** ****

2. 李峰，男，1975年出生，工学硕士学位,工程师。现任美国博纯公司(Perma Pure LLC)中国区经理。主要从事样气气分析及预处理方面的工作。Email：jli@https://www.wendangku.net/doc/1b8384915.html,。联系电话：138 **** ****