項目背景：
什么是氮氧化物
廣義的氮氧化物包括多種化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均極不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又變?yōu)槎趸Ｔ诃h(huán)境治理與監(jiān)測領(lǐng)域，氮氧化物主要指鍋爐尾氣排放的一氧化氮 (N0)，二氧化氮(NO2)。
氮氧化物的危害
NOx的危害還在于它能與碳?xì)浠衔镌谔栒丈湎掳l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，而生成光化學(xué)煙霧，第二是產(chǎn)生酸雨，第三是存在于平流層中的NOx對臭氧層有破壞作用，第四是對人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生剌激作用，甚致發(fā)生支氣管炎，使農(nóng)作物減產(chǎn)，樹木枯死，金屬損壞等。
氮氧化物的來源
人為方面的來源站主導(dǎo)，主要由工業(yè)鍋爐燃燒排放，機動車尾氣排放等。
各地出臺的政策標(biāo)準(zhǔn)
隨著環(huán)境治理的推進(jìn)，我國煙氣治理技術(shù)的成熟，鍋爐單臺容量的快速增大，現(xiàn)有的鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已顯得較為寬松。政府開始鼓勵企業(yè)逐步淘汰小型燃煤鍋爐。對燃?xì)忮仩t進(jìn)行低氮改造。并且制定了歷史最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)。各地陸續(xù)出臺針對氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)：
北京標(biāo)準(zhǔn)要求，2017年4月1日起，新建鍋爐必須低于30毫克/立方米，在用的必須低于80毫克/立方米。北京市現(xiàn)有燃?xì)忮仩t配置的都是傳統(tǒng)燃燒機，根據(jù)有關(guān)部門抽樣調(diào)查的結(jié)果，其中85%以上的燃?xì)忮仩tNOx值在150毫克/立方米以上，幾乎沒有燃?xì)忮仩t可以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了實現(xiàn)既有燃?xì)忮仩t排放達(dá)標(biāo)，所有在用鍋爐都需要進(jìn)行低氮技術(shù)改造。更換低氮燃燒器和加裝煙氣再循環(huán)裝置。前者能在燃燒時，控制氮氧化物的生成；后者則能對尾部煙氣中的氮氧化物進(jìn)行處理，減少污染物排放。
天津印發(fā)《天津市2018年燃?xì)忮仩t低氮改造工作方案》，全面加快燃?xì)忮仩t低氮改造，科學(xué)削減氮氧化物等污染負(fù)荷，持續(xù)改善全市空氣質(zhì)量。在施工保障上，市環(huán)保局會同市市場監(jiān)管委發(fā)布燃?xì)忮仩t低氮改造工作要求，保障鍋爐安全運行。在技術(shù)選定上，對不同企業(yè)類型逐一研究可接受的改造方式，逐一確定改造目標(biāo)濃度，確保改造工作平穩(wěn)有序推進(jìn)。在資金引導(dǎo)上，市環(huán)保局會同市財政局印發(fā)實施全市燃?xì)忮仩t低氮改造項目定額補助實施辦法及相關(guān)配套文件，以濃度定額度，引導(dǎo)有條件的鍋爐氮氧化物排放濃度達(dá)到30毫克/立方米以下，確保低氮改造項目的環(huán)境效益。
河北為進(jìn)一步深化鍋爐污染治理，消減氮氧化物排放，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，河北省大氣污染防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室發(fā)布了冀氣領(lǐng)辦【2018】177號文。文件要求到2020年6月底前，現(xiàn)有非電燃?xì)庹羝仩t，熱水鍋爐，層燃爐和拋煤機爐全部完成低氮燃燒改造，煙塵，二氧化硫和氮氧化物排放限值為5mg/m3，10mg/m3，30mg/m3，新建燃?xì)忮仩t同步安裝低氮燃燒裝置并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。20蒸噸/小時以下燃?xì)忮仩t要安裝氮氧化物尾氣分析儀。
項目介紹
基于各地對氮氧化物的治理與監(jiān)測要求，我司開發(fā)了針對燃?xì)忮仩t尾氣排放的監(jiān)測裝置PC600-NOx氮氧化物尾氣分析儀。該分析儀是基于電化學(xué)傳感器法的煙氣監(jiān)測產(chǎn)品。它不但適用于監(jiān)測燃?xì)忮仩t尾氣排放中 NOx的實時濃度，還能連續(xù)監(jiān)測煙（管）道氣中的 SO2、NH3、H S等的排放濃度。
項目設(shè)計依據(jù)
u GB-12519-2010 分析儀器通用技術(shù)條件
u GB 50131-2007 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范
u GB 3095-2012 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
u GB/T16157-1996 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法
u GB50093-2002 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范
u HJ 75-2017 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）
u HJ 693-2014 固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 定電位電解法。
u HJ 76-2017 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法（試行）
u HJ/T212-2017 污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
u HJ/T 352-2007 環(huán)境污染源自動監(jiān)控信息傳輸、交換技術(shù)規(guī)范（試行）
u HJ/T 47-1999 煙氣采樣器技術(shù)條件
u GB/T 15464-2008 儀器儀表包裝通用技術(shù)條件
測量參數(shù)
NO，NO2,O2 ,SO2(選配）、溫壓流（選配）；
測量方法
煙氣采樣方法：抽取法；
NO測量方法：電化學(xué)傳感器法；
NO2測量方法：電化學(xué)傳感器法；
SO2測量方法：電化學(xué)傳感器法；
O2測量方法：電化學(xué)傳感器法；
煙氣溫度測量方法： 熱敏電阻（或熱電偶）；
煙氣壓力測量方法：壓力傳感器；
煙氣流速測量方法：微差壓法(皮托管)； 煙氣濕度測量方法：阻容法；
系統(tǒng)特點
◆電化學(xué)傳感器，一次性投入成本低，應(yīng)用廣泛。
◆進(jìn)口煙氣專用電化學(xué)傳感器，監(jiān)測精度高，壽命長，長期使用穩(wěn)定性有保障。
◆核心處理器采用ARM Cortex M3（32位)，運行穩(wěn)定，ADC采用24位高精度芯片。
◆信號處理板帶有溫濕度監(jiān)測，通過傳感器對溫濕度的變化曲線圖，建立數(shù)學(xué)模型，消除溫濕度對傳感器的影響。
◆傳感器模塊可選恒溫控制系統(tǒng)，保證傳感器恒溫恒濕的工作環(huán)境，進(jìn)一步保證了傳感器的監(jiān)測精度，。
◆整個系統(tǒng)采用電子制冷除水，多級除塵，保證了測量的精準(zhǔn)，同時有利于延長傳感器壽命。
◆整個系統(tǒng)模塊化設(shè)計，可根據(jù)當(dāng)?shù)卣吆鸵筮x配不同的監(jiān)測模塊，可增配SO2，煙塵，流速等監(jiān)測參數(shù)，滿足客戶的定制化需求。
◆可存儲不低于一年的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
◆符合《河北省鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
技術(shù)指標(biāo)
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監(jiān)測因子 |
測量范圍 |
示值誤差 |
重復(fù)性 |
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NO |
0-50,0-100 mg/m3 |
±5%FS |
≤3% |
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NO2 |
0-50,0-100 mg/m3 |
±5%FS |
≤3% |
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O2 |
0~25Vol.% |
±5%FS |
≤3% |
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SO2 |
0-50 mg/m3 |
±5%FS |
≤3% |
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煙塵 |
0-50 mg/m3 |
±5%FS |
≤3% |
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流速 |
0-40m/s 0-15m/s |
±5%FS |
≤3% |
系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)
系統(tǒng)構(gòu)成
1，采樣單元
采樣單元主要由采樣泵，定制采樣探頭和采樣管路組成，探頭采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼探桿，鎳合金探頭濾芯組成，保證了探頭的初步過濾效果和使用壽命。采樣管路根據(jù)現(xiàn)場工況一般選用伴熱管。
2，預(yù)處理單元
由特制精細(xì)過濾器、電子制冷除水器、蠕動泵、等組成。尤其適合在氣體成分復(fù)雜，環(huán)境惡劣，含水，雜質(zhì)的環(huán)境，保證了進(jìn)入分析儀的氣體潔凈，干燥，保證了儀器的壽命和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
3，校準(zhǔn)單元（選配）
包含標(biāo)氣瓶、標(biāo)準(zhǔn)氣體、減壓閥等
4，分析單元
NO電化學(xué)傳感器
NO2電化學(xué)傳感器
O2電化學(xué)傳感器
溫濕度傳感器
其他參數(shù)根據(jù)需求可擴展。
電化學(xué)傳感器技術(shù)原理：主要利用定電位電解傳感器，由電解槽，電解液和電極組成，傳感器的三個電極分別稱為敏感電極，參比電極，對電極，簡稱S,R,C.
傳感器的工作過程：被測氣體由進(jìn)氣孔通過滲透膜擴散到敏感電極表面，在敏感電極，電解液，對電極之間進(jìn)行氧化反應(yīng)，參比電極在傳感器內(nèi)，參比電極不暴露在被分析氣體之中。用電解液中的工作電極提供恒定的電化學(xué)電位。被測氣體通過滲透膜進(jìn)入電解槽，傳感器電解液中擴散吸收的被測氣體發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，
以NO為例：NO+2H2O→HNO3+3H++3e
NO2+2H+2e→NO+H2
與此同時產(chǎn)生對I位的極限擴散電流I，在一定范圍內(nèi)其大小與NO濃度成正比。
在一定工作條件下，電子轉(zhuǎn)移數(shù)Z,法拉第常數(shù)F,氣體擴散面積S，擴散常數(shù)D,和擴散層厚度S均為常數(shù)。因此，電化學(xué)反應(yīng)中流向工作電極的極限擴散電流I與被測NO濃度C成正比。
工程注意事項：
◆盡量安裝在室內(nèi)或站房內(nèi)，保持比較穩(wěn)定的環(huán)境，安裝點應(yīng)穩(wěn)定無震動。
◆最好采用伴熱管。
◆遠(yuǎn)離熱源。
◆為了延長設(shè)備的使用壽命，建議安裝在干燥的環(huán)境下。
◆電源接入點應(yīng)無大的電源干擾，電源供電應(yīng)穩(wěn)定充足。
◆采樣探頭與設(shè)備的距離應(yīng)在30米之內(nèi)。
◆安裝點位于氣態(tài)污染物混合均勻的位置，測得的氣態(tài)污染物濃度或者排放速率能代表固定污染源的排放，應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負(fù)壓區(qū)域，測定位置應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。具體要求可以參照HJ/T75中煙氣CEMS安裝要求。
◆樣氣經(jīng)過的器件或管路需選用耐腐蝕性材料。
◆采樣探頭、采樣管線、儀表回路所用的材質(zhì)為低吸附性和低氣體滲透率，不釋放干擾物，所監(jiān)測的物質(zhì)在氣路中能穩(wěn)定保存。
◆若一個總排氣管連接有多個排氣支管時，應(yīng)將連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)安裝在該總排氣管上，不得只在其中的一個支管上安裝一套連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，將測定值乘上倍數(shù)作為整個源的排放結(jié)果。
◆施工應(yīng)滿足 GB50205、GB50093、GB50168的有關(guān)規(guī)定。
◆各聯(lián)接管路、法蘭、閥門封口墊圈應(yīng)牢固完整，均不得有漏氣、漏水現(xiàn)象。
◆所有的管路、氣路閥門、排水系統(tǒng)安裝后應(yīng)暢通和啟閉靈活。連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)空載運行 24h后，無滲漏現(xiàn)象。
◆連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)滿足設(shè)計承壓要求，采用模擬試驗檢驗，管路不得出現(xiàn)脫落、漏氣、漏水、振動強烈現(xiàn)象。