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長距離CEMS採樣應對方法

# 第11期

長距離CEMS採樣應對方法

煙道或煙囪的煙氣特性是含有水分、粉塵及具高溫。連續分析氣狀污染物的儀器,絕大部份是不耐粉塵或水分進入光學分析室。所以將樣品作處理是必要的手段。

傳統上,煙氣從煙囪取出是使用一支加熱型採樣探頭,探頭附20um的濾材,將較大粉塵過濾,使樣品氣的粉塵徑度小於20um。此時樣品已具較少粉塵量,但水分是依舊存在。

若樣品輸送管的溫度未能維持在煙氣露點以上,則樣品輸送過程將產生冷凝,水分呈現液相出現。

液態的水可將粉塵變成混泥土或黏稠狀,或水分吸收酸性氣體。進而阻塞管線、污染管件、而樣品變質不具代表性甚至損壞分析儀器。

所以加熱型樣品輸送管是抽取式CEMS必備元件。

樣品中水分的去除,是利用冷卻器將樣品冷卻,將水分從樣品中冷凝擠出。

乾燥且少粉塵的樣品,再經第二道細粉塵(2um或0.1um)過濾器,此時即可送入分析儀在固定壓力、流量下進行分析。

以上所敘述的煙氣處理系統在抽取式分析系統上非常普遍,而且可行。但是,若採樣點到分析儀距離超過50米,使用加熱型採樣管將是一大挑戰。

長距離的加熱管,建造成本高,加熱耗電能高,日久加熱效果退化,就系統上不是最佳選項。

此時,若能將去水分的工作移到採樣平臺上進行。則樣品離開平臺時已經是乾燥性樣品,則樣品管可採用非加熱型輸送管,在日後維護上將節省長距離加熱管的困擾。

增加系統的可靠度及穩定度。

Nafion® water permeation是一種良好的去水工具。杜邦專利的Nafion®材料是一種滲水膜,水分子可以自由穿透薄膜。

若薄膜外層通過水壓較低的氣體(比較乾燥或壓力比較小),則內層煙氣水分子將通過薄膜被帶走。圖(一) 顯示了這種原理,被測氣體將被乾燥化。

圖(二) 是Perma pure公司所生產的帶採樣探頭的樣品處理系統,安裝於平台上。箱體上部份加熱,滲透管上半部在加熱區,有助於煙氣水分呈氣態能有效的通過薄膜,粉塵過濾器也位於加熱區,在無凝結水分下將粉塵輕易的過濾。此型號GASS-1228的產品性能: 能將20~50%含水量煙氣在5-8L/min的流量下,將煙氣乾燥到低於4℃露點。符合分析儀及法規的乾基分析要求。除了節省建造成本外,日後的維護費用也將大大降低,系統不因長距離加熱管的故障或阻塞降低系統運轉有效率。