RTO環境在線監測系統在煉油化工行業的綜合應用現狀和驗收標準

Date:June 22, 2019 353

  RTO焚燒爐,RTO專業制造商,2019年6月4日本文通過使用連續煙氣排放監測系統和天津石化部揮發性有機化合物在線監測系統,RTO分析了CEMS和VOCs的測量原理。對于防爆形式,預處理形式,抽樣形式,數據采集形式,驗收標準等各種情況,輔以煉油化工環保設施現狀,深入探討如何更好地完善維護環保在線監測系統的運行。

  近年來,國內空氣污染情況十分嚴峻。污染物的主要來源是火力發電廠,其次是鋼鐵廠和水泥廠,汽車尾氣等,煉油和化學工業的排放也受到社會的關注,如二氧化硫,氮氧化物和從煉油和化學工業的間接來源排放的揮發性。有機物,顆粒物等。其中,SO2和NOX在大氣中與H2O和O2反應生成硫酸和硝酸分子,RTO導致酸雨破壞生態平衡。顆粒物質排放到大氣中使空氣變臟,導致PM10和PM2.5增加,尤其是PM2.5。當粒徑≤2.5μm時,吸入人體導致肺功能下降,嚴重危害人類生存。揮發性有機化合物(VOC)是有害的。當揮發性有機化合物濃度過高時,很容易引起急性中毒。在輕微的情況下,可能會出現頭痛,咳嗽,惡心,嘔吐或酗酒。在嚴重的情況下,可能會發生肝臟中毒,昏迷很快就會昏迷。時間聯系可能會危及生命。本文舉例說明了污染源的類型,并從測量原理出發,結合現場的特殊情況,提出了以下幾點,焚燒爐并分析了如何正常,順利地運行環境保護在線監測分析儀器。

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  環境在線監測系統組件及其各自的功能

  1.1環境在線監測系統

  現有煉油化工企業的環境在線監測可大致分為固定污染源連續監測系統和揮發性有機化合物在線監測系統。

  固定污染源排放連續監測系統(CEMS),稱為煙氣排放連續監測系統。 CEMS主要用于火力發電廠鍋爐,城市垃圾焚燒爐,危險品焚燒爐等。近年來,國家控制增加了煉油化工企業。 CEMS可以連續不斷地跟蹤上述固定污染源排放的煙氣中的顆粒物,氣態污染物和排放率。

  VOCs主要測量非甲烷總烴,并通過氣相色譜法測量非甲烷總烴。它由現場探針壓力線部分,預處理載氣部分,色譜分析儀部分和數據采集部分組成。現場測試設備通過噴射泵將煙氣通過恒定流量,預處理和減壓抽取到預處理系統,干燥的樣品通過色譜儀中的色譜柱系統,以及出口系統的時間根據介質的組成而變化。區分各組分的含量,然后用氫火焰燃燒,測量總烴量和甲烷量,減去非甲烷總烴含量,數據挖掘操作后,將數據上傳到EPA監測中心。無線4G網絡。電腦系統。環境監測中心可以隨時撥打每日,每周,每月和每年的報告,實現實時監控。1.2環境在線監測系統的功能

  1.2.1 CEMS監測系統測量原理

  顆粒物監測子系統主要測量煙氣中顆粒物的濃度,一般采用光散射法。光學塵埃計測量通過煙道氣的光的透射率,將煙道透射率清除100%,并增加煙塵顆粒的透射率。氣態污染物監測子系統測量煙氣中NOx,CO,SO2和CO2的濃度。常見的分析原理是非散射紅外吸收(或UV吸收)。煙氣排放參數測量子系統主要檢測煙氣中的溫度,壓力,流速(流速),濕度和氧含量等參數。煙道氣流可以通過皮托管獲得。同時,根據煙氣溫度,壓力和濕度計算標準干燥煙氣體積,并將煙氣中的氧含量轉換為總排放量。系統控制子系統主要由探頭部分的后部和樣品的樣品部分組成;數據采集和處理子系統收集信號,進行數據處理并生成報告等;氣源為系統提供反吹氣體;電源部分分別設置分析由儀器供電的UPS電源和數據采集儀器分析GPS電源,如空調,電加熱和機艙內的照明。

  1.2.2 VOCs監測系統測量原理

  通過GC-FID原理測量非甲烷總烴。當多組分混合氣體通過色譜柱時,色譜柱中的填料吸附后速度不同,混合氣體分離到色譜柱出口處的組分中,從而進行定量和定性測量分析。非甲烷總烴。載氣是氮氣,燃燒氣體是氧氣,燃燒氣體是氫氣。氣相色譜儀輸出是標準的4 mA至20 mA信號或RS 485信號,數據采集和處理子系統處理信號,處理數據并生成報告。

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  環境在線監測系統的設計選擇

  煉油化工行業環境保護在線監測國家標準仍在逐步探索中。到目前為止,污染物的在線監測有明確的國家標準HJ75-2017,HJ 76-2017 [2,3],而在線測量揮發性有機化合物仍然沒有明確的國家標準,因此每個公司選擇相對嚴格的設備它自己的特點。

  石化環保項目有其特殊情況。因為CEMS和VOC需要在同一設備和相同的高架源上進行監控,機艙的配置,分析儀的防爆形式,采樣點的設計,采樣電纜的設計以及分析預處理。系統設計中的一系列問題尚未解決。

  根據污染源在線自動監測數據采集和傳輸裝置的技術要求,HJ477-2009的要求,數字儀表的電源應為UPS,外接電源應連續工作6小時。被切斷,并在外部電源切斷時自動通知上位機。由于環保設施供電的連續性,包括分析儀在內的環保設施也需要UPS供電,以確保數據分析的連續性。2.1選擇分析儀和附件的防爆形式

  由于CEMS和VOC需要設計在同一個分析艙內,因此原始CEMS不需要防爆。 VOC以GC-FID的形式測量。在氫氣存在的情況下,機艙的危險區域會升至1Zone。因此,需要分析機艙內儀表設備的防爆要求,以達到ExdIIC + T4標準。因此,CEMS可以用防爆柜處理,VOC可以作為一個整體使用,防爆接線盒需要防爆。儀表設備的保護標準要求IP56及以上,現場采樣點的設備仍采用本質安全或防爆的形式。

  2.2環保在線監測系統的采樣和預處理

  2.2.1 CEMS的采樣和預處理

  CEMS的采樣使用采樣泵使用集成的伴熱電纜從煙道中提取樣品,并將集成的加熱電纜加熱至120°C。由于提取的煙道氣的溫度相對較高且輸送線較長,如果不使用集成的加熱電纜,由于運輸過程中的溫度下降,煙道氣將與煙道氣分離。氣體中的NOx和SO2將與沉淀的水發生化學反應,形成硝酸和硫酸。硝酸和硫酸的產生會腐蝕樣品管道并影響測量的準確性。在樣氣轉移到冷凝器后,冷凝器中的蠕動泵從煙道氣中除去水分,使其不與NOx接觸。水直接從管道排放到廢液罐,每天按國家標準清洗。從中除去水分的煙道氣通過氣體過濾器并送到分析儀主單元以檢測煙道氣。在煙氣采樣過程中,煙氣中的灰塵很容易堵塞探頭,必須在系統中設置周期反沖功能,并通過反吹清除伴熱管和初級采樣閥。設備。 

       2.2.2 VOC的采樣和預處理

  在這個項目中,由于CEMS和VOCs是相同的高溫源,溫度,壓力,流量,濕度和氧氣含量由CEMS提供。信號通過4mA~20mA信號傳輸,因此可以在高架電源時避免。多個采樣端口,用于架空源的結構損壞。然而,揮發性有機化合物的樣品也需要通過現場探針提取,在樣品預處理,除塵和除濕后,它們進入色譜分析儀。對于探頭部件易于堵塞的情況,設計了定時和手動反沖功能,定期更換探頭部分的濾芯,以保證設備的正常運行。

  2.3環境保護在線監測系統的數據采集和處理

  數據采集和處理系統負責通過GPRS與EPA聯網和傳輸數據。所有測量信號都硬接線到買方的DCS系統,信號為4mADC~20mADC,分析機艙外圍設備的中間接線盒。數據采集和處理系統應至少有一個RS485 MODBUS RTU接口。數據采集和數據處理系統具有模擬輸入/輸出通道,正常運行所需的數字輸入/輸出通道,以及10%的備用通道,以便將來擴展VOC。數據采集和數據處理系統可以檢查影響系統準確性和準確性的任何VOC成分,并在發生異常時提醒您。數據采集和數據處理系統控制每日揮發性有機化合物的運行,包括:自動校準循環操作,取樣系統過濾器和探針吹掃,認證測試以及所需材料的檢查。

       3環保在線監測系統的驗收標準

  3.1環境保護在線監測系統的FAT情況

  通過接受石化項目,發現了客艙集成商的分析中存在的幾個問題。以下列出:根據國家標準和行業標準,如《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法HJ 75-2017》《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法HJ 76-2017》《石油化工儀表接地規范SH3081-2003T》《石油化工在線分析儀系統設計規范SH3174-2013T》,發現積分器很強。弱電流的布局沒有單獨鋪設或安裝隔板。分析艙中設備的地線未與分析艙隔離。地線的直徑沒有逐步增加。沒有遵循機艙內出風口的設計。需要分別設計上排氣口和下排氣口。

  驗收監測實施中華人民共和國環境保護行業標準:《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法HJ 76-2017》。

  3.2分析方法和規范

  1《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定氣相色譜法HJ 38-2017》; 2《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法GB/T 16157-1996》; 3《環境監測標準分析方法》(試用); 4《固定污染源廢氣監測技術規范HJ/T 397-2007》; 5《污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》(HJ 212-2005)。

  3.3固定污染源煙氣連續監測系統的技術驗收

  CEMS在完成安裝,調試和測試以及與主管部門建立聯系后執行技術驗收,包括CEMS技術指標和網絡驗收。安裝CEMS后,檢查安裝位置,手動采樣位置是否符合要求,數據采集和傳輸是否符合《污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準HJ/T212-2017》的要求,是否穩定7天,是否可以提供一個月的自檢報告,以及調試測試合規性報告。 CEMS技術驗收包括:顆粒物CEMS,氣態污染物CEMS和煙氣參數CEMS技術指標。

  3.4連續污染源連續監測系統的質量保證和校準措施

  CEMS的日常運行質量保證正常穩定運行。持續提供具有質量保證的監測數據。當數據不能滿足技術指標且失控時,應及時采取糾正措施,縮短校準,維護和驗證的時間間隔。當相關設備需要校準,重新檢查和驗證時,必須聯系技術人員監督工作條件。生產負荷高于75%。環保設施運行正常時,進行現場監測;如果不滿足上述條件,則通知監測人員停止監測,以確保監測數據的有效性。執行檢測的狀態不會引起顯著的波動以保持相對穩定。為了減少測量的煙氣數據的誤差并確保精度,自動跟蹤煙灰采樣器可用于相關的校準和重新檢查。相同的采樣器可用于校準和重新檢查。對于煙道段煙道段的每個樣品,取樣量應不小于10毫克或氣體回收量不小于0.5立方米。在測量氣態污染物CEMS時,應在用標準氣體取樣之前和之后校準設備。標準氣體的相對誤差不應超過±5%。超過指定值時,應更正測量值。在固定污染源通常排放污染物的條件下,應重新檢查和核實CEMS。

       4環保設備應用可能存在的問題及解決方案

  4.1 CEMS投資的可能問題和解決方案

  CEMS應用的初始問題大致分為兩點:一是溫度和濕度四個參數的測量精度,而O2含量與過程測量不同。根據周期校準溫度和壓力流量和濕度,以確保測量值在精度范圍內。 O2含量測量原理不同于過程測量原理和位置。這個問題在傳統儀器中得到體現。第二是測量NOX的紅外分析。儀器的零點漂移仍然存在,并制定相關標準,每兩個月進行一次校準,使測量更準確。

  4.2 VOC的可能問題和解決方案

  應用VOC的最初問題是采樣格式與樣品濃度和流速之間的關系。根據HJ 75-2017,監測站與采樣點之間的距離應盡可能接近,原則上不超過70米。取樣管道應由不銹鋼和Teflon管制成。在鋪設取樣管道時,如果處理不當,不銹鋼材料優于PTFE材料。由于PTFE材料可能在加熱過程中揮發部分總烴,這會影響設備的正常測量,因此揮發的總烴量與管道中的流速成反比。流速越大,測量的非甲烷總烴量越多。很小,影響測量的因素會隨著時間的推移而減少甚至消失。長期采樣120°C高溫,熱量和大流量將導致聚四氟乙烯材料代謝總烴的沉淀。

  五

  結論

  利用CEMS煙氣連續監測系統和廣泛應用于實際煉油和化工行業的揮發性有機化合物在線監測系統,CEMS系統的作用不僅僅是提供被動排放數據。環保部門的監督不僅僅是懲罰相關企業。設備操作人員和工程師可以計算排放記錄,特別是年度和月度測量波動的數量和測量值的范圍,煙氣除塵的參數,脫硫和脫氮裝置的操作,煙道中的氧含量氣體和水分含量。直接或間接優化工藝和設備的運行,控制每個參數在法定限值內的排放值,也使企業降低成本,提高效率。通過對測量原理的分析,在未來的運行和維護過程中容易暴露故障類型和故障原因。根據HJ/T 75-2017標準,至少每周檢查和季度校準,并分析國家控制源。在儀器故障的情況下,應及時進行數據修復,以確保數據的完整性和實時性。



文章來源:中國RTO設備網

文章標題:RTO環境在線監測系統在煉油化工行業的綜合應用現狀和驗收標準

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