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台灣拜耳 Flare CEMS系統介紹

# 第08期

台灣拜耳 Flare CEMS系統介紹

環保署公告修訂 揮發性有機物空氣污染管制排放標準 ,其中第二章節對廢氣燃燒塔有嚴格的管制標準要求業者,須設置監測設施進行母火溫度及廢氣流量連線到地方環保局,以掌握廢氣燃燒塔使用事件。

若年廢氣量大於5,000,000M3者,須設置廢氣成分及濃度監測並計算總熱淨值連線到環保局,若得不須設置線上監測者,則須每6天檢測一次,每季提報。在此情況下幾乎有廢氣燃燒塔的石化廠,為免除當發生燃燒塔使用事件時,無法於30分鐘進行人工採樣,及負荷每6天檢測工作,均有計劃設置線上層析分析儀來檢測廢氣成分及濃度。

環保署對Flare監測設施管理辦法,將合併於煙囪CEMS管理辦法裡面,而台灣拜耳的這套系統則為大翰公司設計並符合此管理辦法

從EO和PO Flare Pipe採樣點以採樣幫浦(Sample Pump)將採樣氣體(Sample Gas)取出,並送入GC採樣處理系統(GC Sample Conditioning & Switching System)後,再分別經由儀器櫃DELTA 300分析儀分析其甲烷值(METHANE)和環氧乙烷(Ethelene Oxide)值及SYNTECH GC955分析儀分析其環氧丙烷(Propylen Oxide),並將其氣體量測值信號、燃料流量計流量信號、排放流率信號、Flare Pipe溫度變化信號,由PLC做資料傳送及運算後,顯示於儀器櫃人機螢幕上,並將其資料信號經過I/O模組同步傳送至監測資料收集處理系統(DAS)收集,再從監測資料收集處理系統(DAS)上傳電腦處顯示並連線環保局上傳分析氣體量測值資料,而採樣後的餘氣將會再送回到EO和PO Flare Pipe。

二、分析儀器類型及其運作原理

此兩套分析儀器(SYNTECH的 GC955) 和DELTA 300)是屬於熱傳導型偵測器(Thermal Conductivity Detector),簡稱TCD,TCD的設計是利用一惠斯頓電橋的裝置,在上側的兩股串聯電阻絲之右側電阻讓不含試樣的攜帶氣體通過,做為比較用。在下側右方的電阻絲則讓攜帶試樣的氣體通過,電流通過時電阻絲會生熱,通過的氣體會導熱,具有散熱功能,在固定的電壓下以及固定的氣體流速下,電阻絲的溫度會達到一平衡溫度,當通過兩側電阻絲的氣體都不含試樣時,位於惠斯頓電橋中央的架橋電阻絲之中間位置可找到一零電位點,當某一側通過兩股串聯電阻絲之氣體中含有試樣時,因為改變了氣體的導熱係數,致使兩側電阻絲溫度不同,電阻產生變化,因此就改變了架橋電阻絲兩端的電位。零電位點的位置產生偏動,於是訊號產生。
由於TCD的運作原理,倚賴攜帶氣體的導熱能力,導熱係數很大的氫氣及氦氣為最理想的選擇,因為靈敏度高,不過前者較具危險性,使用要小心,後者則較貴,各有缺點。氮氣的導熱係數低,因此靈敏度低,並不是理想的選擇,不過它很便宜又安全,也具優點,大部份的有機化合物導熱係數都不高,因此氫氣或氦氣參雜入有機化合物時造成的導熱係數落差會很大,此為其靈敏度高的原因,產生的訊號均為同一方向的,但若用氮氣為攜帶氣體時,因為其導熱係數與有機化合物相近,參雜入其它的有機化合物時,造成的導熱係數之改變有正亦有負,所以會產生正向或負向的訊號。

三、監測資料收集處理系統DAS(上傳電腦)及人機畫面:

     

從監測資料收集處理系統(DAS)收集到CEMS資料後,上傳用電腦可以接收並顯示EO & PO Flare Pipe氣體分析量測值、流速、排放流率以及Flare Pipe溫度變化值,並可以將其資料信號儲存下來,做成歷史資料檔案,以供日後查詢使用。而在校正分析儀氣體時,更可以從儀器櫃人機畫面上修改其氣體配置濃度和選擇EO或PO Flare Pipe,也可從人機畫面上觀看其趨勢圖及歷史數據資料,增加其便利性。

四、分析儀儀器櫃規格、分析儀量測值穩定性及準確性

分析儀儀器櫃箱體部份則是採用雙層不銹鋼,中間包覆耐熱材質製作,能有效地隔絕外部熱的傳導進入儀器櫃內部,並利用VORTEX COOLER其渦流管冷卻性能,將儀器櫃內溫度有效地保持在約攝氏30~35度之間,讓分析儀不會因為溫度的關係,影響到分析後量測值的準確性及穩定性。再利用正壓控制器(Z-PURGE)保持箱體內正壓,做正壓防爆型箱體,若正壓過低或過高時,現場儀器櫃頂部警報燈會亮起,再將其ALRAM信號傳送到控制室以通知控制人員,並在儀器櫃人機畫面上顯示出錯誤訊息。

五、大翰公司的期許與展望

大翰公司創立至今已有18個年頭,一直秉持著專業的技能,一直提供更優於環保法規的高可靠性之分析儀器及應用整合經驗,繼續為客戶帶來一貫及完整性的服務。