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包 装: 平是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122211590
内容简介
可供环境监测、大气污染防治及监测相关专业人员,各级环保部门及监测站相关人员参考,也可供高等学院环境科学与工程及相关专业师生参考。
目 录
篇烟气排放连续监测系统(CEMS)概论
第1章 固定污染源废气排放监测
11概述1
111背景和意义1
112固定污染源废气排放现状2
12固定污染源排放废气污染物的危害4
121常规污染物的主要危害4
122特殊污染物的主要危害5
13我国污染源废气排放控制和监测技术标准6
131排放控制标准6
132监测技术标准7
第2章 烟气排放连续监测系统(CEMS)概况
21CEMS发展概述9
211国外CEMS技术发展历程9
212我国CEMS应用现状和发展9
22CEMS的系统描述和基本组成10
221CEMS的系统描述10
222CEMS的基本组成10
23CEMS的结构和工作原理11
231颗粒物测量11
232气态污染物测量12
233烟气参数测量14
24CEMS仪器性能检测15
241国外检测机构CEMS检测情况15
242国内CEMS检测情况16
25CEMS质量保证和质量控制16
251CEMS适用性检测16
252CEMS安装和验收17
253CEMS运营管理和维护保养17
第二篇气态污染物CEMS监测技术
第3章 完全抽取式气态污染物CEMS
31概述20
311完全抽取式气态污染物CEMS的发展与应用20
312完全抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构22
32完全抽取式CEMS的分类24
321冷干CEMS24
322热湿CEMS26
33气态污染物CEMS常用分析仪器技术27
34气态污染物CEMS的标定技术及影响误差28
341背景气中干扰组分造成的测量误差28
342样品处理过程可能造成的测量误差30
343电源频率变化造成的测量误差32
344环境条件变化造成的影响32
345样品流速变化造成的影响33
第4章 完全抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术
41概述34
411完全抽取式CEMS样品处理系统的技术分析34
412抽取式CEMS样品处理系统的基本要求与技术组成35
413样品处理系统的基本功能要求36
414样品处理系统的主要技术性能38
42取样探头39
421CEMS取样点选择要求39
422CEMS电加热保温过滤取样探头40
423CEMS脱硝装置的取样探头43
424带除湿功能的一体化采样探头系统44
425国内外典型的取样探头产品介绍44
43样品传输管线45
431样品传输基本要求45
432样品传输管线的要求45
433电伴热输送管线46
44样品除尘技术及除尘过滤器49
441样品除尘要求49
442样品除尘技术50
45样品除湿器53
451冷凝除湿技术53
452Nafion管干燥器57
453其他除湿方法工作原理、特点及应用情况59
454除湿技术应用60
455冷凝液的排出61
46样品取样泵61
461取样泵的分类及应用61
462隔膜泵62
463喷射泵64
464蠕动泵66
47样品压力、流量调节技术66
471样品流量调节阀件66
472样品流量控制与测量68
473压力调节阀件69
474样品压力测量70
48样品转换及有害物质处理技术70
481样品转换70
482样品有害物质处理71
483样品系统防腐蚀材料选择72
49样品处理系统的流程设计与自动控制技术72
491样品处理系统的流程设计要求72
492样品处理系统的流程设计技术73
493样品处理系统的自动控制75
第5章 稀释抽取式气态污染物CEMS
51概述77
511稀释抽取式气态污染物CEMS的发展与应用77
512稀释抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构78
513稀释抽取式CEMS的特点78
52稀释抽取CEMS系统的原理和分类79
521恒流稀释原理79
522稀释抽取系统的分类80
53稀释抽取CEMS系统的仪器分析技术80
531SO2分析技术及仪器81
532NOx分析技术81
54稀释抽取CEMS系统的应用82
541稀释比82
542影响稀释比的因素及其修正83
543稀释抽取系统的误差来源及其修正84
第6章 稀释抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术
61稀释抽取式CEMS样品处理技术特点及构成87
62取样探头88
621探头88
622稀释控制器90
63样品传输管线91
64样品除尘技术及除尘过滤器91
65零空气处理系统92
第7章 直接测量式气态污染物CEMS
71概述93
711直接测量式气态污染物CEMS的发展与应用93
712直接测量式气态污染物CEMS的基本组成结构93
713直接测量式气态污染物CEMS的特点96
72常用直接测量式气态污染物分析技术96
721单波长法96
722双波长法97
723差分吸收光谱法(DOAS)97
724NDIR气体过滤相关光谱技术99
725可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)100
73直接测量式CEMS种类100
731探头外置式100
732单光程内置式101
733双光程内置式102
74现场安装要求102
741一般要求102
742装平台和站房要求103
75直接测量式气态污染物CEMS的典型应用103
751燃煤电厂中的应用103
752水泥厂中的应用104
76直接测量式气态污染物CEMS的测量影响误差107
761背景气中干扰组分造成的测量误差107
762样气流量变化造成的影响109
763电源电压变化造成的测量误差110
764环境温度条件变化造成的影响111
765振动造成的影响112
第8章 气态污染物CEMS分析技术及应用
81红外吸收光谱气体分析技术114
811红外线的定义114
812红外线气体分析仪的基本原理114
813红外线气体分析仪分类116
814红外线气体分析仪的主要部件117
815红外线气体分析器的应用128
816典型红外线气体分析仪130
82紫外吸收光谱气体分析技术135
821测量原理135
822类型和特点136
823应用工况选择138
824在CEMS应用中存在的问题139
83电化学法气体分析技术140
831测量原理140
832类型和特点141
833应用工况选择145
834在CEMS应用中存在的问题145
84分子发光气体分析技术147
841分子荧光、磷光分析技术的应用领域和技术特点147
842紫外荧光分析仪148
843化学发光分析仪150
85其他常见气体分析技术154
851双池厚膜氧化锆传感器154
852测量NOx/O2系统结构158
第三篇颗粒物CEMS监测技术
第9章 颗粒物CEMS概述
91颗粒物排放与监测160
911颗粒物的概念及危害160
912颗粒物的来源与排放监测160
913颗粒物监测技术161
92颗粒物CEMS监测技术分类161
921直接测量式161
922抽取式β射线吸收法163
93颗粒物CEMS排放监测的影响因素163
931颗粒物采样点位置的影响163
932湿度对测量的影响163
933振动对测量的影响163
94颗粒物CEMS监测技术的发展方向和进展163
第10章 颗粒物CEMS监测技术及应用
101光透射法165
1011光透射法的测量原理165
1012光透射法的仪器结构和特点166
1013光透射法粉尘仪在CEMS中的应用167
102光散射法168
1021光散射法的测量原理168
1022光散射法的仪器结构和特点170
1023光散射法粉尘仪在CEMS中的应用172
103光闪烁法173
1031光闪烁法的测量原理174
1032光闪烁法的仪器结构和特点174
1033光闪烁法粉尘仪在CEMS中的应用175
104接触电荷转移法176
1041接触电荷转移法的测量原理176
1042接触电荷转移法的仪器结构和特点177
1043接触电荷转移法粉尘仪在CEMS中的应用178
105β射线吸收法179
1051β射线法的测量原理179
1052β射线法的仪器组成和特点180
1053β射线法粉尘仪在CEMS中的应用181
106不同监测技术之间的比较181
107高湿低浓度颗粒物连续自动监测技术182
第四篇烟气参数CMS监测技术
第11章 烟气参数CME概述
111烟气参数监测的目的和作用184
1111烟气参数监测的目的184
1112烟气参数监测的意义185
112烟气参数监测技术185
1121烟气湿度的在线监测技术概述186
1122烟气流量的在线监测技术187
1123烟气中含氧量的在线监测技术187
113烟气参数监测的技术要求188
1131流速连续测量系统的检测技术要求188
1132温度及湿度连续测量系统的检测技术要求188
1133烟气氧含量连续测量系统的检测技术要求188
第12章 烟气温度、压力、流量测量技术
121烟气温度、压力、流量测量技术概况189
1211烟气温度、压力的测量技术189
1212烟气流量的测量技术189
122压差法流速测量仪191
1221S型皮托管流速仪191
1222阿牛巴皮托管流速仪193
1223双支路多测点皮托管流速仪194
1224插入式威尔巴流量计195
1225风速测量装置196
123超声波流速测量仪197
1231时差法超声波流量计的测量原理197
1232超声波流量计的超声换能器198
1233探头式超声波流量计介绍198
124热平衡法流速测量仪200
1241热平衡法流速仪的测量原理200
1242热平衡法流速仪的结构特点与产品介绍201
1243热平衡法均速管流量计203
125其他流速测量仪及主要流速测量技术比较205
1251红外线法205
1252声波法205
1253靶式流量计法206
1254光闪烁法206
1255主要流速监测技术比较207
第13章 烟气湿度监测技术
131烟气湿度监测技术概况209
1311湿度的定义及其表示方法209
1312烟气湿度的在线测量技术210
132电容法湿度传感器测量技术210
1321电容式湿度传感器测量法原理210
1322阻容式湿度传感器测量的结构与应用211
133干湿氧法湿度测量技术213
1331干湿氧法湿度测量原理213
1332干湿氧法湿度测量技术的应用213
134其他湿度测量技术214
1341激光光谱法湿度测量技术214
1342红外光度法湿度测量技术216
1343干/湿温度法湿度测定技术216
135烟气湿度仪的校准技术217
1351烟气湿度仪的校准要求217
1352烟气湿度仪的校准装置217
1353标准湿度仪218
第14章 烟气含氧量测量技术
141烟气含氧量测量技术概况221
1411烟气含氧量测量的目的221
1412烟气氧含量测量技术221
142氧化锆法氧分析仪222
1421氧化锆法氧分析仪的测量原理222
1422氧化锆探头的理论电势输出222
1423直插式氧化锆氧分析器224
1424抽取式氧化锆氧分析器224
143燃料电池式氧分析器224
1431碱性燃料电池氧传感器224
1432酸性燃料电池氧传感器225
144顺磁式氧分析仪226
1441磁力机械式氧分析器结构原理及产品介绍226
1442磁压式氧分析器的结构原理及产品介绍227
1443顺磁式氧分析仪的误差分析230
第五篇数据采集处理和传输系统技术
第15章 CEMS数据采集与传输系统
151DAS系统概述232
1511DAS系统结构示意图232
1512DAS系统基本功能要求232
152DAS系统的组成233
1521DAS硬件组成233
1522DAS软件设计233
153DAS系统数据采集与处理技术237
1531DAS数据采集技术237
1532DAS数据处理技术238
154DAS系统数据通信与传输技术240
1541数据上报方式240
1542数据上报内容241
155DAS智能化242
第16章 CEMS数据采集处理和传输技术要求
161术语与定义243
162CEMS数据采集处理和传输系统的总体功能结构243
1621硬件系统组成243
1622软件系统设计244
163技术要求244
1631性能指标要求244
1632数据采集要求244
1633数据处理和显示244
1634数据计算方法246
1635数据存储及备份要求248
1636系统安全管理要求248
1637数据报表查询要求248
1638系统参数设置要求248
1639系统日志管理要求249
16310参数报警功能要求249
16311数据传输功能要求249
第六篇CEMS质量保证和质量控制
第17章 CEMS适用性检测
171概述252
172国外CEMS仪器性能检测情况253
1721国外CEMS仪器性能指标要求相关标准253
1722国外CEMS系统性能检测和认证的相关情况256
1731气态污染物(SO2、NOx)连续自动监测系统适用性检测方法259
1732颗粒物连续自动监测系统适用性检测方法265
1733烟气参数连续自动监测系统适用性检测方法272
174我国CEMS技术指标与国外主要相关标准的比较275
1741气态污染物CEMS275
1742颗粒物CEMS276
1743烟气参数CEMS277
175CEMS适用性检测流程和要求277
1751CEMS适用性检测流程277
1752CEMS适用性检测管理要求280
1753CEMS适用性检测申请表和检测报告式样281
176我国CEMS适用性检测的发展趋势289
1761CEMS分析仪表实验室性能测试技术指标和检测方法289
1762CEMS关键部件实验室性能测试技术指标和检测方法294
第18章 CEMS安装调试和验收
181CEMS安装297
1811安装位置297
1812安装配套的环境条件设施301
1813CEMS仪器设备安装302
1814CEMS系统仪器站房建设305
1815CEMS数据采集和处理软件安装306
1816CEMS数据上报和传输安装308
182CEMS调试和调试检测308
1821CEMS调试308
1822CEMS调试检测309
1823CEMS调试检测报告315
183CEMS验收320
1831CEMS验收的基本前提要求320
1832CEMS验收内容320
1833CEMS验收报告322
第19章 CEMS运行维护和监督管理
191CEMS运行质量管理体系的建立326
1911CEMS运行质量管理体系必须遵循的法律法规326
1912管理体系的方针与目标326
1913组织结构和资源配置326
1914编写体系文件327
192CEMS监测有效数据的管理327
1921CEMS监测数据327
1922CEMS监测有效数据的定义329
1923CEMS监测有效数据的管理要求329
193CEMS运行维护的质量管理329
1931运行维护概述329
1932运行维护基本要求330
1933运行维护的QA/QC331
194CEMS第三方运营服务332
1941第三方运营服务商的运行资质332
1942第三方运营服务商的运营管理要求334
1943第三方运营服务商的日常维护与监测要求334
195CEMS监督检查和管理336
1951CEMS现场监督检查336
1952CEMS现场比对监测338
第20章 CEMS比对监测
201CEMS比对监测的概念和技术依据341
2011比对监测的概念和意义341
2012比对监测的主要工作内容341
2013比对监测的技术依据341
202CEMS比对监测的人员、仪器设备和分析方法342
2021CEMS比对监测人员342
2022CEMS比对监测仪器设备342
2023CEMS比对监测分析方法343
203CEMS比对监测前的准备工作344
2031了解掌握CEMS及污染源比对现场的情况344
2032手工参比仪器设备的校准和维护345
2033安全防护装备和通讯设备346
2034编制《CEMS比对监测现场实施方案》346
204CEMS比对监测的现场测试347
2041现场安装CEMS仪器检查347
2042颗粒物CEMS比对监测347
2043气态污染物CEMS(含O2)比对监测350
2044烟气流速、温度CEMS比对监测354
205CEMS比对监测数据汇总处理分析356
2051CEMS比对监测技术指标要求356
2052颗粒物CEMS比对监测数据处理357
2053气态污染物(含O2)CEMS比对监测数据处理358
2054烟气流速和烟温CEMS比对监测数据处理360
206CEMS比对监测的质量控制和质量保证361
2061CEMS比对监测数据审核、报告和结果判定361
2062CEMS比对监测全过程的质量保证和质量控制362
第七篇CEMS安全防护技术
第21章 CEMS安全防护技术要求
211CEMS的安全与防护功能要求364
2111电气的安全与防护技术364
2112压缩空气的安全与防护技术370
2113IP防护技术370
2114防爆设备的安全防护技术372
2115工作环境的安全防护技术374
212CEMS的安全与防护功能设计375
2121电源的安全与防护功能设计375
2122压缩空气的安全与防护功能设计377
2123CEMS设备外壳的安全与防护功能设计380
213CEMS分析机柜设计与安装技术380
2131CEMS分析机柜类型380
2132CEMS分析机柜设计380
214CEMS系统集成的公用工程技术381
第22章 CEMS分析小屋
221CEMS分析小屋的技术要求382
2211土建小屋的技术要求382
2212整体钢结构小屋的技术要求382
2213防爆小屋的技术要求382
222CEMS分析小屋的结构设计和设施配置382
2221土建小屋382
2222整体钢结构小屋382
2223防爆小屋383
223CEMS分析小屋的安全设计384
2231安全检测报警系统384
2232小屋要做好有效接地384
2233分析小屋的防雷设计384
224CEMS分析小屋的建设与试用384
2241分析小屋建设要求384
2242分析小屋的试用384
第八篇CEMS典型应用和监测新技术
第23章 烟气脱硫CEMS的技术应用
231烟气脱硫工艺385
2311二氧化硫的特性、危害及其来源385
2312烟气脱硫(FGD)技术简介386
2313湿法石灰石石膏烟气脱硫工艺387
2314其他脱硫技术介绍389
232烟气脱硫CEMS的技术方案设计394
2321污染源SO2相关排放标准限值394
2322脱硫CEMS的重要性及其应用要求395
2323烟气脱硫CEMS设计的关键技术396
2324烟气脱硫CEMS的技术方案分析398
233冷干法抽取式CEMS系统典型应用方案403
2331火电厂脱硫烟气工况条件403
2332电厂烟气脱硫烟气CEMS的典型设计方案403
234烟气脱硫CEMS的技术难点和注意事项407
2341烟气脱硫CEMS的新需求407
2342烟气脱硫CEMS的技术难点408
2343烟气脱硫CEMS的注意事项409
第24章 烟气脱硝CEMS的技术应用
241烟气脱硝工艺412
2411氮氧化物的危害、来源及排放要求412
2412燃煤锅炉的烟气脱硝技术现状413
242烟气脱硝CEMS的技术解决方案417
2421烟气脱硝CEMS的重要性与应用417
2422烟气脱硝CEMS的分析技术及技术方案418
2423脱硝CEMS的常规监测参数和测量要求420
2424烟气脱硝CEMS取样处理的典型设计420
243脱硝CEMS的逃逸氨监测技术方案423
2431氨逃逸量监测的重要性及其应用423
2432激光原位法氨逃逸监测技术423
2433间接催化剂还原化学发光法检测微量氨技术427
2434热湿法傅里叶变换红外光谱检测技术原理429
244烟气脱硝CEMS的典型应用案例430
2441火电厂烟气脱硝CEMS的典型应用案例430
2442激光原位测量氨逃逸量的典型应用案例433
2443烟气脱硝CEMS的应用技术分析435
第25章 垃圾焚烧CEMS的技术应用
251垃圾焚烧工艺438
2511垃圾焚烧的整体流程438
2512垃圾焚烧的主要步骤439
2513垃圾焚烧的排放特点和技术需求443
252垃圾焚烧炉CEMS的系统设计和应用446
2521垃圾焚烧炉CEMS系统构成446
2522垃圾焚烧炉CEMS监测方式446
2523气态污染物连续监测系统449
2524颗粒物连续监测系统454
2525烟气参数连续监测系统455
2526数据采集、处理和控制系统458
253垃圾焚烧CEMS监测技术的难点与解决方案458
2531气态污染物监测技术难点和解决方案458
2532颗粒物监测技术难点和解决方案459
第26章 固定污染源排放烟气汞连续监测技术
261汞的特性及其危害461
262汞的监测分析方法462
2621冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAAS)462
2622冷蒸汽原子荧光光谱法(CVAFS)463
2623塞曼分光原子吸收光谱法(ZAAS)463
2624紫外差分吸收光谱法465
263烟气汞排放连续监测系统的设计及应用467
2631烟气汞排放连续监测系统的组成467
2632烟气汞排放连续监测系统的设计468
264烟气汞排放连续监测系统的难点与解决方案472
2641烟气中汞的低浓度测量472
2642烟气中汞的采样和传输损失474
2643烟气中汞复杂的化学物理形态分布474
2644烟气中其他成分对汞测量的干扰475
第27章 固定污染源排放废气其他污染物连续监测技术
271固定污染源排放PM10和PM2.5监测技术476
2711概述476
2712美国EPA方法201A(修正)介绍477
2713污染源烟气PM10和PM25完全抽取式采样设备478
2714污染源烟气PM10和PM25稀释采样技术484
272固定污染源排放VOC连续自动监测技术486
2721概述486
2722挥发性有机物的分析技术490
2723废气VOCs在线监测技术特点和发展需求500
273固定污染源排放重金属连续自动监测技术501
2731概述501
2732烟气重金属连续自动监测技术502
2733基于XRF技术的烟气重金属连续监测设备504
274固定污染源烟气流速监测新技术507
2741矩阵式烟气流速测量系统507
2742光闪烁法烟气流速测量系统510
附录 不同烟气含湿量检测方法的比较与分析
参考文献
第1章 固定污染源废气排放监测
11概述1
111背景和意义1
112固定污染源废气排放现状2
12固定污染源排放废气污染物的危害4
121常规污染物的主要危害4
122特殊污染物的主要危害5
13我国污染源废气排放控制和监测技术标准6
131排放控制标准6
132监测技术标准7
第2章 烟气排放连续监测系统(CEMS)概况
21CEMS发展概述9
211国外CEMS技术发展历程9
212我国CEMS应用现状和发展9
22CEMS的系统描述和基本组成10
221CEMS的系统描述10
222CEMS的基本组成10
23CEMS的结构和工作原理11
231颗粒物测量11
232气态污染物测量12
233烟气参数测量14
24CEMS仪器性能检测15
241国外检测机构CEMS检测情况15
242国内CEMS检测情况16
25CEMS质量保证和质量控制16
251CEMS适用性检测16
252CEMS安装和验收17
253CEMS运营管理和维护保养17
第二篇气态污染物CEMS监测技术
第3章 完全抽取式气态污染物CEMS
31概述20
311完全抽取式气态污染物CEMS的发展与应用20
312完全抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构22
32完全抽取式CEMS的分类24
321冷干CEMS24
322热湿CEMS26
33气态污染物CEMS常用分析仪器技术27
34气态污染物CEMS的标定技术及影响误差28
341背景气中干扰组分造成的测量误差28
342样品处理过程可能造成的测量误差30
343电源频率变化造成的测量误差32
344环境条件变化造成的影响32
345样品流速变化造成的影响33
第4章 完全抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术
41概述34
411完全抽取式CEMS样品处理系统的技术分析34
412抽取式CEMS样品处理系统的基本要求与技术组成35
413样品处理系统的基本功能要求36
414样品处理系统的主要技术性能38
42取样探头39
421CEMS取样点选择要求39
422CEMS电加热保温过滤取样探头40
423CEMS脱硝装置的取样探头43
424带除湿功能的一体化采样探头系统44
425国内外典型的取样探头产品介绍44
43样品传输管线45
431样品传输基本要求45
432样品传输管线的要求45
433电伴热输送管线46
44样品除尘技术及除尘过滤器49
441样品除尘要求49
442样品除尘技术50
45样品除湿器53
451冷凝除湿技术53
452Nafion管干燥器57
453其他除湿方法工作原理、特点及应用情况59
454除湿技术应用60
455冷凝液的排出61
46样品取样泵61
461取样泵的分类及应用61
462隔膜泵62
463喷射泵64
464蠕动泵66
47样品压力、流量调节技术66
471样品流量调节阀件66
472样品流量控制与测量68
473压力调节阀件69
474样品压力测量70
48样品转换及有害物质处理技术70
481样品转换70
482样品有害物质处理71
483样品系统防腐蚀材料选择72
49样品处理系统的流程设计与自动控制技术72
491样品处理系统的流程设计要求72
492样品处理系统的流程设计技术73
493样品处理系统的自动控制75
第5章 稀释抽取式气态污染物CEMS
51概述77
511稀释抽取式气态污染物CEMS的发展与应用77
512稀释抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构78
513稀释抽取式CEMS的特点78
52稀释抽取CEMS系统的原理和分类79
521恒流稀释原理79
522稀释抽取系统的分类80
53稀释抽取CEMS系统的仪器分析技术80
531SO2分析技术及仪器81
532NOx分析技术81
54稀释抽取CEMS系统的应用82
541稀释比82
542影响稀释比的因素及其修正83
543稀释抽取系统的误差来源及其修正84
第6章 稀释抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术
61稀释抽取式CEMS样品处理技术特点及构成87
62取样探头88
621探头88
622稀释控制器90
63样品传输管线91
64样品除尘技术及除尘过滤器91
65零空气处理系统92
第7章 直接测量式气态污染物CEMS
71概述93
711直接测量式气态污染物CEMS的发展与应用93
712直接测量式气态污染物CEMS的基本组成结构93
713直接测量式气态污染物CEMS的特点96
72常用直接测量式气态污染物分析技术96
721单波长法96
722双波长法97
723差分吸收光谱法(DOAS)97
724NDIR气体过滤相关光谱技术99
725可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)100
73直接测量式CEMS种类100
731探头外置式100
732单光程内置式101
733双光程内置式102
74现场安装要求102
741一般要求102
742装平台和站房要求103
75直接测量式气态污染物CEMS的典型应用103
751燃煤电厂中的应用103
752水泥厂中的应用104
76直接测量式气态污染物CEMS的测量影响误差107
761背景气中干扰组分造成的测量误差107
762样气流量变化造成的影响109
763电源电压变化造成的测量误差110
764环境温度条件变化造成的影响111
765振动造成的影响112
第8章 气态污染物CEMS分析技术及应用
81红外吸收光谱气体分析技术114
811红外线的定义114
812红外线气体分析仪的基本原理114
813红外线气体分析仪分类116
814红外线气体分析仪的主要部件117
815红外线气体分析器的应用128
816典型红外线气体分析仪130
82紫外吸收光谱气体分析技术135
821测量原理135
822类型和特点136
823应用工况选择138
824在CEMS应用中存在的问题139
83电化学法气体分析技术140
831测量原理140
832类型和特点141
833应用工况选择145
834在CEMS应用中存在的问题145
84分子发光气体分析技术147
841分子荧光、磷光分析技术的应用领域和技术特点147
842紫外荧光分析仪148
843化学发光分析仪150
85其他常见气体分析技术154
851双池厚膜氧化锆传感器154
852测量NOx/O2系统结构158
第三篇颗粒物CEMS监测技术
第9章 颗粒物CEMS概述
91颗粒物排放与监测160
911颗粒物的概念及危害160
912颗粒物的来源与排放监测160
913颗粒物监测技术161
92颗粒物CEMS监测技术分类161
921直接测量式161
922抽取式β射线吸收法163
93颗粒物CEMS排放监测的影响因素163
931颗粒物采样点位置的影响163
932湿度对测量的影响163
933振动对测量的影响163
94颗粒物CEMS监测技术的发展方向和进展163
第10章 颗粒物CEMS监测技术及应用
101光透射法165
1011光透射法的测量原理165
1012光透射法的仪器结构和特点166
1013光透射法粉尘仪在CEMS中的应用167
102光散射法168
1021光散射法的测量原理168
1022光散射法的仪器结构和特点170
1023光散射法粉尘仪在CEMS中的应用172
103光闪烁法173
1031光闪烁法的测量原理174
1032光闪烁法的仪器结构和特点174
1033光闪烁法粉尘仪在CEMS中的应用175
104接触电荷转移法176
1041接触电荷转移法的测量原理176
1042接触电荷转移法的仪器结构和特点177
1043接触电荷转移法粉尘仪在CEMS中的应用178
105β射线吸收法179
1051β射线法的测量原理179
1052β射线法的仪器组成和特点180
1053β射线法粉尘仪在CEMS中的应用181
106不同监测技术之间的比较181
107高湿低浓度颗粒物连续自动监测技术182
第四篇烟气参数CMS监测技术
第11章 烟气参数CME概述
111烟气参数监测的目的和作用184
1111烟气参数监测的目的184
1112烟气参数监测的意义185
112烟气参数监测技术185
1121烟气湿度的在线监测技术概述186
1122烟气流量的在线监测技术187
1123烟气中含氧量的在线监测技术187
113烟气参数监测的技术要求188
1131流速连续测量系统的检测技术要求188
1132温度及湿度连续测量系统的检测技术要求188
1133烟气氧含量连续测量系统的检测技术要求188
第12章 烟气温度、压力、流量测量技术
121烟气温度、压力、流量测量技术概况189
1211烟气温度、压力的测量技术189
1212烟气流量的测量技术189
122压差法流速测量仪191
1221S型皮托管流速仪191
1222阿牛巴皮托管流速仪193
1223双支路多测点皮托管流速仪194
1224插入式威尔巴流量计195
1225风速测量装置196
123超声波流速测量仪197
1231时差法超声波流量计的测量原理197
1232超声波流量计的超声换能器198
1233探头式超声波流量计介绍198
124热平衡法流速测量仪200
1241热平衡法流速仪的测量原理200
1242热平衡法流速仪的结构特点与产品介绍201
1243热平衡法均速管流量计203
125其他流速测量仪及主要流速测量技术比较205
1251红外线法205
1252声波法205
1253靶式流量计法206
1254光闪烁法206
1255主要流速监测技术比较207
第13章 烟气湿度监测技术
131烟气湿度监测技术概况209
1311湿度的定义及其表示方法209
1312烟气湿度的在线测量技术210
132电容法湿度传感器测量技术210
1321电容式湿度传感器测量法原理210
1322阻容式湿度传感器测量的结构与应用211
133干湿氧法湿度测量技术213
1331干湿氧法湿度测量原理213
1332干湿氧法湿度测量技术的应用213
134其他湿度测量技术214
1341激光光谱法湿度测量技术214
1342红外光度法湿度测量技术216
1343干/湿温度法湿度测定技术216
135烟气湿度仪的校准技术217
1351烟气湿度仪的校准要求217
1352烟气湿度仪的校准装置217
1353标准湿度仪218
第14章 烟气含氧量测量技术
141烟气含氧量测量技术概况221
1411烟气含氧量测量的目的221
1412烟气氧含量测量技术221
142氧化锆法氧分析仪222
1421氧化锆法氧分析仪的测量原理222
1422氧化锆探头的理论电势输出222
1423直插式氧化锆氧分析器224
1424抽取式氧化锆氧分析器224
143燃料电池式氧分析器224
1431碱性燃料电池氧传感器224
1432酸性燃料电池氧传感器225
144顺磁式氧分析仪226
1441磁力机械式氧分析器结构原理及产品介绍226
1442磁压式氧分析器的结构原理及产品介绍227
1443顺磁式氧分析仪的误差分析230
第五篇数据采集处理和传输系统技术
第15章 CEMS数据采集与传输系统
151DAS系统概述232
1511DAS系统结构示意图232
1512DAS系统基本功能要求232
152DAS系统的组成233
1521DAS硬件组成233
1522DAS软件设计233
153DAS系统数据采集与处理技术237
1531DAS数据采集技术237
1532DAS数据处理技术238
154DAS系统数据通信与传输技术240
1541数据上报方式240
1542数据上报内容241
155DAS智能化242
第16章 CEMS数据采集处理和传输技术要求
161术语与定义243
162CEMS数据采集处理和传输系统的总体功能结构243
1621硬件系统组成243
1622软件系统设计244
163技术要求244
1631性能指标要求244
1632数据采集要求244
1633数据处理和显示244
1634数据计算方法246
1635数据存储及备份要求248
1636系统安全管理要求248
1637数据报表查询要求248
1638系统参数设置要求248
1639系统日志管理要求249
16310参数报警功能要求249
16311数据传输功能要求249
第六篇CEMS质量保证和质量控制
第17章 CEMS适用性检测
171概述252
172国外CEMS仪器性能检测情况253
1721国外CEMS仪器性能指标要求相关标准253
1722国外CEMS系统性能检测和认证的相关情况256
1731气态污染物(SO2、NOx)连续自动监测系统适用性检测方法259
1732颗粒物连续自动监测系统适用性检测方法265
1733烟气参数连续自动监测系统适用性检测方法272
174我国CEMS技术指标与国外主要相关标准的比较275
1741气态污染物CEMS275
1742颗粒物CEMS276
1743烟气参数CEMS277
175CEMS适用性检测流程和要求277
1751CEMS适用性检测流程277
1752CEMS适用性检测管理要求280
1753CEMS适用性检测申请表和检测报告式样281
176我国CEMS适用性检测的发展趋势289
1761CEMS分析仪表实验室性能测试技术指标和检测方法289
1762CEMS关键部件实验室性能测试技术指标和检测方法294
第18章 CEMS安装调试和验收
181CEMS安装297
1811安装位置297
1812安装配套的环境条件设施301
1813CEMS仪器设备安装302
1814CEMS系统仪器站房建设305
1815CEMS数据采集和处理软件安装306
1816CEMS数据上报和传输安装308
182CEMS调试和调试检测308
1821CEMS调试308
1822CEMS调试检测309
1823CEMS调试检测报告315
183CEMS验收320
1831CEMS验收的基本前提要求320
1832CEMS验收内容320
1833CEMS验收报告322
第19章 CEMS运行维护和监督管理
191CEMS运行质量管理体系的建立326
1911CEMS运行质量管理体系必须遵循的法律法规326
1912管理体系的方针与目标326
1913组织结构和资源配置326
1914编写体系文件327
192CEMS监测有效数据的管理327
1921CEMS监测数据327
1922CEMS监测有效数据的定义329
1923CEMS监测有效数据的管理要求329
193CEMS运行维护的质量管理329
1931运行维护概述329
1932运行维护基本要求330
1933运行维护的QA/QC331
194CEMS第三方运营服务332
1941第三方运营服务商的运行资质332
1942第三方运营服务商的运营管理要求334
1943第三方运营服务商的日常维护与监测要求334
195CEMS监督检查和管理336
1951CEMS现场监督检查336
1952CEMS现场比对监测338
第20章 CEMS比对监测
201CEMS比对监测的概念和技术依据341
2011比对监测的概念和意义341
2012比对监测的主要工作内容341
2013比对监测的技术依据341
202CEMS比对监测的人员、仪器设备和分析方法342
2021CEMS比对监测人员342
2022CEMS比对监测仪器设备342
2023CEMS比对监测分析方法343
203CEMS比对监测前的准备工作344
2031了解掌握CEMS及污染源比对现场的情况344
2032手工参比仪器设备的校准和维护345
2033安全防护装备和通讯设备346
2034编制《CEMS比对监测现场实施方案》346
204CEMS比对监测的现场测试347
2041现场安装CEMS仪器检查347
2042颗粒物CEMS比对监测347
2043气态污染物CEMS(含O2)比对监测350
2044烟气流速、温度CEMS比对监测354
205CEMS比对监测数据汇总处理分析356
2051CEMS比对监测技术指标要求356
2052颗粒物CEMS比对监测数据处理357
2053气态污染物(含O2)CEMS比对监测数据处理358
2054烟气流速和烟温CEMS比对监测数据处理360
206CEMS比对监测的质量控制和质量保证361
2061CEMS比对监测数据审核、报告和结果判定361
2062CEMS比对监测全过程的质量保证和质量控制362
第七篇CEMS安全防护技术
第21章 CEMS安全防护技术要求
211CEMS的安全与防护功能要求364
2111电气的安全与防护技术364
2112压缩空气的安全与防护技术370
2113IP防护技术370
2114防爆设备的安全防护技术372
2115工作环境的安全防护技术374
212CEMS的安全与防护功能设计375
2121电源的安全与防护功能设计375
2122压缩空气的安全与防护功能设计377
2123CEMS设备外壳的安全与防护功能设计380
213CEMS分析机柜设计与安装技术380
2131CEMS分析机柜类型380
2132CEMS分析机柜设计380
214CEMS系统集成的公用工程技术381
第22章 CEMS分析小屋
221CEMS分析小屋的技术要求382
2211土建小屋的技术要求382
2212整体钢结构小屋的技术要求382
2213防爆小屋的技术要求382
222CEMS分析小屋的结构设计和设施配置382
2221土建小屋382
2222整体钢结构小屋382
2223防爆小屋383
223CEMS分析小屋的安全设计384
2231安全检测报警系统384
2232小屋要做好有效接地384
2233分析小屋的防雷设计384
224CEMS分析小屋的建设与试用384
2241分析小屋建设要求384
2242分析小屋的试用384
第八篇CEMS典型应用和监测新技术
第23章 烟气脱硫CEMS的技术应用
231烟气脱硫工艺385
2311二氧化硫的特性、危害及其来源385
2312烟气脱硫(FGD)技术简介386
2313湿法石灰石石膏烟气脱硫工艺387
2314其他脱硫技术介绍389
232烟气脱硫CEMS的技术方案设计394
2321污染源SO2相关排放标准限值394
2322脱硫CEMS的重要性及其应用要求395
2323烟气脱硫CEMS设计的关键技术396
2324烟气脱硫CEMS的技术方案分析398
233冷干法抽取式CEMS系统典型应用方案403
2331火电厂脱硫烟气工况条件403
2332电厂烟气脱硫烟气CEMS的典型设计方案403
234烟气脱硫CEMS的技术难点和注意事项407
2341烟气脱硫CEMS的新需求407
2342烟气脱硫CEMS的技术难点408
2343烟气脱硫CEMS的注意事项409
第24章 烟气脱硝CEMS的技术应用
241烟气脱硝工艺412
2411氮氧化物的危害、来源及排放要求412
2412燃煤锅炉的烟气脱硝技术现状413
242烟气脱硝CEMS的技术解决方案417
2421烟气脱硝CEMS的重要性与应用417
2422烟气脱硝CEMS的分析技术及技术方案418
2423脱硝CEMS的常规监测参数和测量要求420
2424烟气脱硝CEMS取样处理的典型设计420
243脱硝CEMS的逃逸氨监测技术方案423
2431氨逃逸量监测的重要性及其应用423
2432激光原位法氨逃逸监测技术423
2433间接催化剂还原化学发光法检测微量氨技术427
2434热湿法傅里叶变换红外光谱检测技术原理429
244烟气脱硝CEMS的典型应用案例430
2441火电厂烟气脱硝CEMS的典型应用案例430
2442激光原位测量氨逃逸量的典型应用案例433
2443烟气脱硝CEMS的应用技术分析435
第25章 垃圾焚烧CEMS的技术应用
251垃圾焚烧工艺438
2511垃圾焚烧的整体流程438
2512垃圾焚烧的主要步骤439
2513垃圾焚烧的排放特点和技术需求443
252垃圾焚烧炉CEMS的系统设计和应用446
2521垃圾焚烧炉CEMS系统构成446
2522垃圾焚烧炉CEMS监测方式446
2523气态污染物连续监测系统449
2524颗粒物连续监测系统454
2525烟气参数连续监测系统455
2526数据采集、处理和控制系统458
253垃圾焚烧CEMS监测技术的难点与解决方案458
2531气态污染物监测技术难点和解决方案458
2532颗粒物监测技术难点和解决方案459
第26章 固定污染源排放烟气汞连续监测技术
261汞的特性及其危害461
262汞的监测分析方法462
2621冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAAS)462
2622冷蒸汽原子荧光光谱法(CVAFS)463
2623塞曼分光原子吸收光谱法(ZAAS)463
2624紫外差分吸收光谱法465
263烟气汞排放连续监测系统的设计及应用467
2631烟气汞排放连续监测系统的组成467
2632烟气汞排放连续监测系统的设计468
264烟气汞排放连续监测系统的难点与解决方案472
2641烟气中汞的低浓度测量472
2642烟气中汞的采样和传输损失474
2643烟气中汞复杂的化学物理形态分布474
2644烟气中其他成分对汞测量的干扰475
第27章 固定污染源排放废气其他污染物连续监测技术
271固定污染源排放PM10和PM2.5监测技术476
2711概述476
2712美国EPA方法201A(修正)介绍477
2713污染源烟气PM10和PM25完全抽取式采样设备478
2714污染源烟气PM10和PM25稀释采样技术484
272固定污染源排放VOC连续自动监测技术486
2721概述486
2722挥发性有机物的分析技术490
2723废气VOCs在线监测技术特点和发展需求500
273固定污染源排放重金属连续自动监测技术501
2731概述501
2732烟气重金属连续自动监测技术502
2733基于XRF技术的烟气重金属连续监测设备504
274固定污染源烟气流速监测新技术507
2741矩阵式烟气流速测量系统507
2742光闪烁法烟气流速测量系统510
附录 不同烟气含湿量检测方法的比较与分析
参考文献
前 言
固定污染源烟气排放监测系统(Continuous Emission Monitoring System,CEMS)是近年来为适应国家环境管理需要而使用的一种污染物排放连续自动计量仪器,目前我国CEMS的主要监测因子包括烟气中的颗粒物、气态污染物(SO2、NOx)、烟气参数(烟气温度、湿度、压力、流速、氧含量)。在美国、欧盟、日本等国家,CEMS作为一种成熟、可靠的仪器已经基本可以完全替代手工监测,与之配套的法律法规和技术规定也较全面。在我国,2003年7月和2004年1月实施的《排污费征收使用管理条例》和《火电厂污染物排放标准》(GB 13223—2003)中均提出必须安装CEMS,并规定CEMS数据作为执法的依据。2005年11月1日国家环保总局发布《污染源自动监控管理办法》(国家环保总局令第28号),规定污染源自动监控设备是污染防治设施的组成部分,经验收合格并正常运行的CEMS数据可作为环保部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据。
“十一五”初期,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》明确指出“改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题”,因此国家环保“十一五”规划规定了固定污染源排放废气二氧化硫排放量在“十五”的基础上削减10%的总量减排指标。2006年年底为满足和配合减排工作需要,环境保护部组织修订颁布了《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(试行)(HJ/T 75—2007)和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(试行)(HJ/T 76—2007)两项标准,对CEMS系统仪器性能以及在污染源现场的安装、调试和验收、运行等进行了初步规范。在上述两个标准的指导下,“十一五”期间,我国烟气CEMS行业迅速发展起来,生产销售和安装使用的烟气CEMS仪器数量大大超过“十五”,全国各省绝大部分“国控”和“省控”废气污染源均安装了CEMS,并通过了调试和验收;同时国产化的CEMS仪器设备技术水平逐步成熟稳定。这是我国污染源在线监测技术和仪器大踏步高速成长的五年。
进入“十二五”以来,我国《十二五规划纲要》指出要“推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理,强化脱硫脱硝设施稳定运行”。环保部进而制定了我国“十二五”废气排放主要污染物二氧化硫和氮氧化物继续实行总量减排控制的政策措施。伴随着“十一五”污染治理和监测取得的巨大成绩,“十二五”污染源CEMS现场监测面临着更多更艰巨的难题。首先,脱硫脱硝设施的逐步投运导致污染源排放颗粒物和SO2、NOx等气态污染物的浓度逐步降低,这对CEMS仪器的检测灵敏度和检出限等均提出了更高的要求,原有一些仅能测量高浓度污染物和测量过程造成污染物损失较大的CEMS系统将逐步淘汰;其次,一些较先进的脱硫脱硝技术导致污染源排放烟气环境条件较以前更为恶劣,例如湿法脱硫、除尘治理后往往烟气湿度较高,烟气CEMS需要在低温、高湿和强腐蚀性条件下进行连续自动监测,这对CEMS仪器的材质选择和测量的长期稳定可靠程度均是严峻的考验;再次,为了适应污染源新的排放状况和浓度,一些CEMS新技术也逐步由国外引入国内,例如颗粒物的前向散射测量技术、气态污染物的全高温红外和傅里叶红外监测技术等, 这些新技术为我国国产化仪器的技术提升创造了条件,同时也是摆在CEMS仪器适用性检测、性能监督及数据质控等单位面前的新课题;然而,随着一些先进的污染治理设施的使用, 污染源现场环境条件发生了较大变化,CEMS原有的安装、调试、验收、运行维护和监督考核等各个环节的质控措施和规定已经不能完全满足环境监管工作的需要,迫切需要制定新的质控标准对CEMS现场安装、操作和运行、质控进行规范,指导CEMS的日常维护管理;后,“十二五”以来,结合环境质量监测管理的需求,一些特殊污染物的连续自动监测如细颗粒物(PM25)、挥发性有机物(VOCs)、汞(Hg)等气态和颗粒态重金属等以及特殊行业的连续自动监测如脱硫、脱硝和垃圾焚烧等已经引起环境管理部门的重视,成为下一步污染源监测关注的重点。因此,我国已经从监测技术研究和监管规范制定两个方面着手开展相关工作,为下一步实施相关环境监管工作奠定基础。
为了有效应对“十二五”污染物连续自动监测所面临的严峻挑战,紧密配合环境保护污染源主要污染物总量减排监测和污染源废气排放监督管理等“十二五”国家环境保护重点工作,同时进一步推动我国国产固定污染源CEMS监测仪器技术发展和产业升级,中国环境监测总站组织上海市环境监测中心、湖北省环境监测中心站、北京雪迪龙科技股份有限公司、南京埃森环境技术有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、河北先河环保科技股份有限公司、安徽蓝盾光电子股份有限公司、北京航天益
“十一五”初期,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》明确指出“改善生态与环境是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重大问题”,因此国家环保“十一五”规划规定了固定污染源排放废气二氧化硫排放量在“十五”的基础上削减10%的总量减排指标。2006年年底为满足和配合减排工作需要,环境保护部组织修订颁布了《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(试行)(HJ/T 75—2007)和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(试行)(HJ/T 76—2007)两项标准,对CEMS系统仪器性能以及在污染源现场的安装、调试和验收、运行等进行了初步规范。在上述两个标准的指导下,“十一五”期间,我国烟气CEMS行业迅速发展起来,生产销售和安装使用的烟气CEMS仪器数量大大超过“十五”,全国各省绝大部分“国控”和“省控”废气污染源均安装了CEMS,并通过了调试和验收;同时国产化的CEMS仪器设备技术水平逐步成熟稳定。这是我国污染源在线监测技术和仪器大踏步高速成长的五年。
进入“十二五”以来,我国《十二五规划纲要》指出要“推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理,强化脱硫脱硝设施稳定运行”。环保部进而制定了我国“十二五”废气排放主要污染物二氧化硫和氮氧化物继续实行总量减排控制的政策措施。伴随着“十一五”污染治理和监测取得的巨大成绩,“十二五”污染源CEMS现场监测面临着更多更艰巨的难题。首先,脱硫脱硝设施的逐步投运导致污染源排放颗粒物和SO2、NOx等气态污染物的浓度逐步降低,这对CEMS仪器的检测灵敏度和检出限等均提出了更高的要求,原有一些仅能测量高浓度污染物和测量过程造成污染物损失较大的CEMS系统将逐步淘汰;其次,一些较先进的脱硫脱硝技术导致污染源排放烟气环境条件较以前更为恶劣,例如湿法脱硫、除尘治理后往往烟气湿度较高,烟气CEMS需要在低温、高湿和强腐蚀性条件下进行连续自动监测,这对CEMS仪器的材质选择和测量的长期稳定可靠程度均是严峻的考验;再次,为了适应污染源新的排放状况和浓度,一些CEMS新技术也逐步由国外引入国内,例如颗粒物的前向散射测量技术、气态污染物的全高温红外和傅里叶红外监测技术等, 这些新技术为我国国产化仪器的技术提升创造了条件,同时也是摆在CEMS仪器适用性检测、性能监督及数据质控等单位面前的新课题;然而,随着一些先进的污染治理设施的使用, 污染源现场环境条件发生了较大变化,CEMS原有的安装、调试、验收、运行维护和监督考核等各个环节的质控措施和规定已经不能完全满足环境监管工作的需要,迫切需要制定新的质控标准对CEMS现场安装、操作和运行、质控进行规范,指导CEMS的日常维护管理;后,“十二五”以来,结合环境质量监测管理的需求,一些特殊污染物的连续自动监测如细颗粒物(PM25)、挥发性有机物(VOCs)、汞(Hg)等气态和颗粒态重金属等以及特殊行业的连续自动监测如脱硫、脱硝和垃圾焚烧等已经引起环境管理部门的重视,成为下一步污染源监测关注的重点。因此,我国已经从监测技术研究和监管规范制定两个方面着手开展相关工作,为下一步实施相关环境监管工作奠定基础。
为了有效应对“十二五”污染物连续自动监测所面临的严峻挑战,紧密配合环境保护污染源主要污染物总量减排监测和污染源废气排放监督管理等“十二五”国家环境保护重点工作,同时进一步推动我国国产固定污染源CEMS监测仪器技术发展和产业升级,中国环境监测总站组织上海市环境监测中心、湖北省环境监测中心站、北京雪迪龙科技股份有限公司、南京埃森环境技术有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、河北先河环保科技股份有限公司、安徽蓝盾光电子股份有限公司、北京航天益
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