美国电力行业中NOx, O2, SO2 采样和分析仪器使用现状
 
撰稿人：J. Ron Jernigan, P.E.,DEE
美国热电公司空气质量部法规经理
 
本文依据EPA（美国环保署）颁布的第75号法案酸雨监测项目的要求，简要介绍美国电力行业对气体排放监测技术的选择。
本文涉及污染源连续在线监测系统的相关技术数据源自EPA2003年第四季度EDR（电子数据报告）资料。
 
污染源连续在线监测系统技术、设备概况
自1993年初，电力行业中有超过3000个新增污染源连续在线监测系统。
采样技术
?          Dilution-Extractive Systems稀释抽取法
–          In-Stack 烟道内部
–          Out-of-Stack 烟道外部
?          Extractive Systems完全抽取法
–          Cold/Dry 冷干法
–          Hot/Wet热湿法
?          In-Situ Systems直接测量法
–          Across-Stack线测量
–          Point点测量
采样方法 SO2仪器总数
(1,045 台) SO2分析仪
所占比例 NOx仪器总数
(3,193 台) NOx分析仪
所占比例 
稀释抽取法 920 88.0 1,508 51.5 
完全抽取法 104 10.0 1,357 47.2 
直接测量法 21 2.0 46 1.3

 
Part 75 CEMS Sample Acquisition Methods 75号法案允许采样方法
所有1,045 台SO2分析仪安装在燃煤锅炉上。
相对于非稀释抽取法，有 920台（88％） SO2 分析仪及 NOx 分析仪选用稀释抽取法，其原因是稀释抽取法是带湿测量，即烟气口气体排放流量计同时有效提供湿度流量值，这样省去数据修正中另外使用湿度仪的支出，并可相对非稀释抽取法节省50％－100％的维护费用。
无论是点测量还是线测量，在美国电力行业中采样直接测量这种采样方式的并不常见，其原因是它与稀释抽取和非稀释抽取法比较而言，被证明稳定性差并且运行费用高。在1,045 台SO2 分析仪中仅有21台选用直接测量法。在3,193 台NOx 分析仪中仅有46台选用直接测量法。
 
烟道内部稀释探头采样法
稀释探头采样法
采用稀释法，其采样流量通常为100立方厘米/分钟，而非稀释探头采样流量大约是3500立厘米/分钟，因而，稀释法相对于非稀释法不容易发生探头过滤器堵塞，减低维护费用。
稀释探头采样法不需要加热采样管；而非稀释探头采样法需要高额的加热采样管线，而且容易阶段性的损坏。加热管损坏会引起管路堵塞从而增加维护成本。
稀释探头采样法不需要除湿设备，因而无需增加购置湿度仪的成本及其居高的维护费用，而除湿设备的损坏会因湿度增加产生样气结露并腐蚀而导致分析仪故障。
稀释采样法不象非稀释采样法那样需要使用采样泵及若干个流量控制阀，从而在另一方面为减低运行成本提供了空间。
经过稀释后的干净空气进入分析仪器，降低了分析仪器内部腐蚀的可能性。
比起污染源分析仪器，环境分析仪器被认为是可靠性更强且日常维护量低，而采用稀释技术就
可以使我们在工业企业中使用具有高稳定性能的环境分析仪器。
稀释探头采样法
 
稀释探头法使用干燥过滤后的零气（稀释气）及从烟道中抽取的样品气，该样品气由喷射器（包含文丘里管）来抽取。
采用稀释探头法，样品气在进入分析仪器前已经经过稀释（稀释比通常选择在100：1至250：1之间），从而避免了仪器在环境温度下产生的结露现象。同时，样品气进入分析仪之前不需要先除湿，样品气仍为带湿气体。
采用稀释探头法，烟气排放口的流量计可以提供带湿烟气流量值，因而不再需要为数据修正提供额外的湿度计。
稀释空气净化系统