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capm.ac.cn儀表網旗下隨著環保意識的增強和排放標準的提高，對工業排放煙氣的連續監測變得越來越重要。煙氣排放連續監測系統（CEMS）作為評估排放水平的關鍵技術，其精確性和可靠性直接影響到政府環保決策和企業運營。在眾多CEMS技術中，熱濕法和冷干法是兩種主流的煙氣采樣和分析方法。本文將對這兩種技術進行比較分析。
? 熱濕法CEMS
熱濕法CEMS是一種在煙氣分析過程中保持煙氣樣本原始溫度和濕度狀態的技術，從而直接測量含水蒸氣的煙氣中的污染物濃度。與冷干法通過冷卻和干燥煙氣樣本以去除水分不同，熱濕法允許煙氣保持其采集時的熱濕狀態，這種方法能夠提供更為真實的排放數據，特別適用于對濕度敏感的測量和排放標準。其核心在于使用能在高溫高濕環境下穩定工作的特定煙氣分析儀器，直接分析未經干燥的樣本，避免了冷卻和干燥導致的樣本變化，如溶解性氣體的丟失或化學組成的變化。其工作原理主要包括以下幾個步驟：
（1）高溫采樣：熱濕法CEMS系統采用耐高溫的采樣探頭，并配備加熱過濾器以去除顆粒物。高溫采樣系統利用射流泵技術抽取煙氣，通過高壓氣體產生的負壓將煙氣吸入系統。
（2）高溫傳輸：采集到的煙氣樣本通過加熱的采樣管進行傳輸，以防止水蒸氣產生。
（3）高溫測量：煙氣樣本在保持其原始溫度和濕度的狀態下，直接送入分析儀器進行污染物測定。測量數據為熱式數據，無需進行干濕度修正。
? 冷干法CEMS
冷干法CEMS主要應用于工業排放大氣污染物監測。其核心在于通過冷凝除濕和過濾除塵技術，確保樣氣在進入分析儀前達到干燥狀態。其工作原理主要包括以下幾個步驟：
（1）樣氣抽取：通過采樣探頭從排放源處抽取燃燒廢氣樣品。采樣探頭通常具備除塵、加熱和恒溫控制等功能，以確保在抽取過程中煙氣中的顆粒物被去除，并防止冷凝水的形成。
（2）伴熱傳輸：抽取的樣氣通過伴熱傳輸管線輸送至分析小屋。伴熱管線通常采用電伴熱，以保持樣氣在傳輸過程中的溫度高于露點溫度，避免冷凝水的產生。
（3）預處理系統：樣氣進入預處理系統進行進一步處理。預處理系統的主要任務是去除樣氣中的水分、顆粒物和其他腐蝕性氣體。預處理通常包括兩級冷凝脫水和細過濾器。
分析儀器：經過預處理后的樣氣進入分析儀器進行成分分析。常用的分析方法包括非分散紅外吸收法（NDIR）、紫外差分吸收法（DOAS）等。
指標 | 熱濕法CEMS | 冷干法CEMS |
預處理 | 熱管抽取+全程高溫伴熱 | 熱管抽取+冷凝 |
可靠性/可維護性 | 省去了各種復雜的冷凝預處理設備和排水裝置，煙氣經過簡單流路即可完成分析，極大的降低了預處理故障幾率維護量很小，操作容易 | 需要多級冷凝器、蠕動泵、排水閥、儲水罐，汽水分離器濕度報警等一系列冷凝預處理部件，復雜，故障幾率高，維護量大，操作不易掌握 |
SO2損失 | 低;高溫測量，避免冷凝水吸收SO2，因此SO2測量精度高 | 高;常溫測量，無法避免預處理過程中冷凝水對S02的吸收 |
抗堵塞 | 無結晶物析出，系統不會產生結晶堵塞問題 | 冷凝帶來結晶物析出，易造成系統堵塞 |
抗腐蝕 | 無冷凝水析出，無酸液生成，不易造成系統腐蝕 | 持續大量生成腐蝕性酸液，系統易腐蝕，管路老化快 |
分析儀表 | 必須能適應高溫測量，一般在100-200℃ | 常溫儀表 |
對預處理系統要求 | 低;無需除水即可測量，抗粉塵干擾 | 高;要求除塵、降溫、除水 |
取樣泵 | 采用射流泵，無機械運動部件，可靠性高 | 使用機械式運動泵(隔膜泵)，故障率高，易腐蝕 |
測量數據 | 濕基數據 | 干基數據 |
適應工況 | 絕大多數應用場合 | 冷凝水對樣品氣濃度影響不大的工況 |
? 結論
綜合比較熱濕法和冷干法CEMS，熱濕法因其在準確性、簡化流程和適用范圍方面的優勢而脫穎而出。它能夠提供更為真實的排放數據，尤其適合對濕度敏感的測量和排放標準。雖然熱濕法在設備要求和成本方面面臨挑戰，但隨著技術的進步和成本的降低，這些限制正在逐漸被克服。
熱濕法CEMS代表了煙氣監測技術的未來方向，它不僅能夠提供更高質量的監測數據，還能適應更廣泛的應用場景。因此，對于尋求高精度和高可靠性監測解決方案的企業來說，熱濕法CEMS無疑是更優的選擇。
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