碳排放(GHG)連續監測解決方案

對氣候變化采取越來越多的行動正在促使全球組織提出新的要求，以提高溫室氣體(ti) (GHG) 排放監測的準確性和可靠性。為(wei) 了滿足這一要求，Signal Scientech 敦促燃燒設備（例如鍋爐和焚化爐）的運營商在溫室氣體(ti) 測量或已安裝的連續排放監測係統的校準參考方法分析儀(yi) （GHG)用於(yu) 二氧化碳(CO₂)和一氧化二氮 (N₂O)。

背景

溫室氣體(ti) 吸收和釋放地球表麵輻射的一些能量。這種能量吸收導致全球變暖；因此，大氣中溫室氣體(ti) 濃度的增加會(hui) 增強這一過程。CO₂是廣為(wei) 人知的溫室氣體(ti) ，但其他溫室氣體(ti) 包括甲烷 (CH₄)、一氧化二氮和氟化氣體(ti) ，例如 CFC。溫室氣體(ti) 在吸收能量的能力和在大氣中停留的時間方麵各不相同。因此，甲烷的全球變暖潛勢 (GWP) 是 CO₂的28-36 倍，N₂O 的 GWP是CO₂的 265-298倍，許多氟化物的GWP可能高達數千或數萬(wan) 。

“碳排放”一詞通常用作涵蓋所有溫室氣體(ti) 排放的術語。這是因為(wei) 不同的氣體(ti) 具有不同的全球變暖潛能值 (GWP)，這是衡量 1 噸氣體(ti) 排放量在給定時間段內(nei) 相對於(yu) 1噸二氧化碳排放量將吸收多少能量的量度。

在1997年京都議定書(shu) 的基礎上，2015 年的《巴黎協定》是第一個(ge) 具有法律約束力的全球氣候變化承諾。它旨在將全球變暖幅度限製在遠低於(yu) 2度的範圍內(nei) ，並要求每五年提交一次溫室氣體(ti) 減排計劃。

隨著人們(men) 對氣候變化影響的日益關(guan) 注，世界各國政府一直在履行進一步減少溫室氣體(ti) 排放的承諾。例如：在英國，政府宣布了一項計劃，到 2035 年將碳排放量減少 78%（相對於(yu) 1990年的水平），到2030年將碳排放量比2005年的水平減少50-52%。這些承諾在計劃於(yu) 2021年11月在格拉斯哥舉(ju) 行的聯合國氣候變化大會(hui) (COP26) 之前到來。

在歐盟，指令2003/87/EC建立了共同體(ti) 內(nei) 溫室氣體(ti) 排放配額交易的計劃。根據該計劃，運營商將被要求監測所有類型燃燒過程的CO₂排放，包括：鍋爐、燃燒器、渦輪機、加熱器、熔爐、焚化爐、煆燒爐、窯爐、烘箱、幹燥機、發動機、燃料電池、化學循環燃燒裝置、火炬、熱或催化後燃燒裝置、洗滌器（工藝排放物）和任何其他使用燃料的設備或機械，但用於(yu) 運輸目的的除外。

監控要求

監測是溫室氣體(ti) 排放配額交易計劃的重要組成部分。從(cong) 汙染控製的角度來看，過去，大多數受監管的工業(ye) 流程的運營商沒有必要監測溫室氣體(ti) 排放。然而，現在各國政府要能夠衡量和改善溫室氣體(ti) 排放量，必須進行監測。英格蘭(lan) 環境署的的規定，敦促廢物能源 (EfW) 工廠的運營商校準其CEMS的流量、CO₂ 和 N₂O。這將涉及滿足EN 14181的要求，其中包括執行QAL2、實施 QAL3措施以及隨後執行年度監督測試(AST)。CEMS的校準將要求監測運營商增設每種汙染物的排放限值 (ELV)。

對於(yu) 一些運營商來說，他們(men) 安裝的CEMS已經具備溫室氣體(ti) 監測能力——例如，采用FTIR的分析儀(yi) 能夠監測CH₄、CO₂和N₂O。根據ENTS17405的CO₂和ENISO21258的N₂O，FTIR 被認為(wei) 是第二優(you) 先選擇。對於(yu) CO₂和N₂O的測量，非分散紅外 (NDIR) 是標準參考方法 (SRM)。

Signal Scientech碳(GHG)排放連續監測解決(jue) 方案

係統概述：希戈納碳連續排放監測

希戈納新一代PULSAR係列氣體(ti) 過濾相關(guan) 非分光紅外線分析儀(yi) ，由希戈納科技集團研發完成。

此項研發建立於(yu) 希戈納科技集團現有的非分光紅外線分析儀(yi) ，在精確度及靈敏度方麵需要實質性的改善，在量程方麵也需要擴展，以滿足精準穩定的測量。這要求在現有設計上作出10倍提升。研發側(ce) 重於(yu) 旋轉過濾器計時、氣體(ti) 過濾室穩定性所產(chan) 生的測量誤差，以及源自現有預放大器電路設計、電晶體(ti) 紅外監測器的電子誤差。

PULSAR名稱源自太陽係中的脈衝(chong) 星。脈衝(chong) 星發射的射頻脈衝(chong) 精確度超過原子鍾。這也是我們(men) 新設計的標誌之一。新設計在性能方麵有了10倍提升。因此我們(men) 可以為(wei) 用戶的測量提供專(zhuan) 業(ye) 的智能紅外線氣體(ti) 分析儀(yi) ，並且優(you) 於(yu) 其他任何測量方式。

這項研究創造出新一代非分光紅外線分析儀(yi) ，在設計方麵超過以往所有產(chan) 品，在精準及存儲(chu) 方麵也提供了可滿足多樣需求的方案。同時，新一代非分光紅外線分析儀(yi) 也將用於(yu) 碳排放監測。

目前希戈納科技該類裝置已在多個(ge) 國家得到了廣泛應用，在火電廠、冶金、石化、建材等行業(ye) 有大量成功業(ye) 績，收到了良好效果。作為(wei) 精確和穩定的氣體(ti) 測量方案的專(zhuan) 業(ye) 供應商，他們(men) 都受益於(yu) 希戈納的氣體(ti) 分析解決(jue) 方案。我們(men) 通過強大的銷售網絡和技術支持讓使用我們(men) 產(chan) 品的用戶安心,遍布全球35個(ge) 國家的代表處，其人員經過希戈納公司的嚴(yan) 格的技術培訓，因而有力保證了客戶終身享有希戈納專(zhuan) 業(ye) 的技術與(yu) 服務，我們(men) 各國的代表處為(wei) 客戶提供各類服務包括應用技術指導，委托服務，日常維修，故障排除等。

年度監控測試

• EN14181的一部分要求運營商驗證排放

• 監控設備正常運行並審核線性等性能指標

• MERTS800C設計了專(zhuan) 門用於(yu) 此目的的稀釋係統，允許從(cong) 現有量程和零校準氣體(ti) 產(chan) 生11個(ge) 點

• 精確到0.2％的點，該係統確保線性度到更高的精度

• 比使用11個(ge) 不同濃度氣體(ti) 的氣瓶更低的成本

• 821S型動態稀釋器經過UKAS校準和論證

• 可供購買(mai) 或租賃

主要技術特點

• 先進的碳連續測量係統，用於(yu) 測量CO₂、CH₄、CO、 N₂O

• 強大的自我診斷功能與(yu) 主要儀(yi) 器部件故障警報功能，及時反饋信息，便於(yu) 操控

• MERTS800C產(chan) 品是模塊化的，抽取式分析儀(yi) 係統解決(jue) 方案，用於(yu) 連續排放所涵蓋的應用

• 能夠存儲(chu) 十年數據的完整數據

• 以太網網絡鏈接，用於(yu) 將數據提取到單獨的報告計算機

• 合規性報告的數據分析和報告軟件

• 更高的準確度和靈敏度-抽取式技術與(yu) 氣體(ti) 匹配，以優(you) 化準確度、靈敏度並盡量減少幹擾

• 易於(yu) 校準和維護

• 與(yu) 遠程數據和控製係統輕鬆連接

• 通過在線幫助屏幕輕鬆配置和操作

• 完整的係統和分析儀(yi) 診斷，帶有清晰的文本信息

• 在線計算的報警和超標

• 整體(ti) 式記錄器和報告生成器

“PULSAR ”提供了高等級的線性度（10000:1極差率）

• 高分辨率

• 可選的“盲法”控製 （沒有箱內(nei) 顯示屏）

• 模塊化設計

• 全軟件校準

• 堅固的且模塊化的設計

• 用戶界麵是觸摸屏

• *遠程控製和反饋

• 選擇抗溶劑、抗腐蝕的檢測池

• 通過可移動的SD卡片，進行無限的箱內(nei) 數據記錄

• 全球通用電源

• 盤麵裝配技術

• 多達5個(ge) 分析儀(yi) 通道

• 每秒20個(ge) 樣氣

• 24比特 ADC（模擬數字轉換器）

• 邏輯分析

• *狀態監測和指示

碳連續監測係統的組成

MERTS800C碳連續排放測量係統，在行業(ye) 內(nei) 得到廣泛認可與(yu) 應用，針對連續排放煙氣中氣態物質、流速等的測量，實現碳排放物的量化控製。

該係統核心通常可由以下相對獨立的部分組成：

• 碳監測子係統

• 排放參數測量子係統

• 流量檢測係統

• 其它附加測量參數

• 數據采集處理係統

碳排放連續測量係統

該係統基於(yu) 希戈納 PULSAR分析儀(yi) 表，以希戈納科技公司強大的係統集成能力為(wei) 依托，性能穩定、優(you) 良。

• 測量原理：紅外分析（NDIR）

• 測量方式：抽取式

• 係統結構：

- 監測分析係統：取樣探頭組件（煙道直接安裝）、樣品傳(chuan) 輸單元、預處理單元、分析儀(yi) 表單元

- 測量子分析係統：流量、溫度、流速等

• 分析參數（可根據用戶的要求選擇測量參數和測量範圍）：CO、CO₂、N₂O、CH₄

煙氣流量檢測係統

• 選用熱式氣或微壓差式氣體(ti) 流量計

• 適用溫度範圍廣

• 流速量程大

• 測量精度高

其它附加測量參數

• 溫度、壓力測量儀(yi) 表

• 選用專(zhuan) 業(ye) 濕度儀(yi)

數據采集處理係統

• 顯示：過程顯示，操作顯示，曲線顯示，棒圖顯示等

• 報警：報警收集，顯示和確認

• 報表：用戶報表等

• 數據管理：短期及長期數據存儲(chu) 等

• 係統數據采集率：大於(yu) 95%

獲得認證

• 獲得CE、c-Tick 的、CSA-C/US、EN61010-1、 EN61326、MCERTS、NAMUR、SIL認證

• CPA、CCEP中國環保認證

校準

CEMS可以使用標準氣體(ti) 進行校準，但為(wei) 了減少溫室氣體(ti) 測量不確定性，最佳方法是用動態校準儀(yi) 來校準運行中NDIR分析儀(yi) 。

NDIR分析儀(yi) 利用紅外線對各種氣體(ti) 具有特異性。例如，希戈納生產(chan) 的NDIR分析儀(yi) 在一台儀(yi) 器中具有CO₂和N₂O雙參數功能。該分析儀(yi) 具有單獨的氣體(ti) 樣品池，其測量範圍（氣室長度）專(zhuan) 為(wei) 測量的氣體(ti) 和範圍而設計。具有氣體(ti) 過濾器相關(guan) 性的NDIR分析儀(yi) ，例如'Pulsar' 係列，為(wei) 被測氣體(ti) 提供高水平的特異性，因為(wei) 它們(men) 使用目標氣體(ti) 作為(wei) 光學過濾器。因此，該氣體(ti) 吸收的 IR 光譜中的所有波長都將從(cong) 光譜中移除，留下一個(ge) 良好的樣品的吸收光譜。因此，樣品中的其他氣體(ti) （例如 H₂O）不會(hui) 產(chan) 生交叉幹擾。

氣體(ti) 組分核心分析部件

PULSAR紅外氣體(ti) 分析儀(yi)

新一代PULSAR提供最佳性能，擁有市場上現有的超低漂移，使其成為(wei) 低測量量程軟件或者高準度測量的理想設備。監測器的GFC設計避免了與(yu) 其他氣體(ti) 的交叉靈敏，同時也避免了汙染所帶來的風險。其低成本、低維護的特點設置適用於(yu) 低濃度測量。氣體(ti) 相關(guan) 濾波是非分光紅外類型的燃燒氣體(ti) 分析中專(zhuan) 業(ye) 的。取代了雙光束樣氣室，改為(wei) 利用獨立的參考樣氣室。這個(ge) 方法下，樣氣及參考氣體(ti) 僅(jin) 利用一個(ge) 氣室。這個(ge) 方法降低了因氣體(ti) 室汙染而造成的差異。利用氣體(ti) 相關(guan) 濾波，我們(men) 在濾光片轉盤中加入幹擾氣體(ti) 例如H₂O, CO₂來排除這些氣體(ti) 在測量時（例如現有氣體(ti) 狀態下低濃度CO）造成的影響。