01 導語

(HJ75/76-2017)固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范發(fā)布實施已經四年，多數煙氣在線監(jiān)測設備在組成配置和性能指標上已經滿足技術規(guī)范的相關要求。隨著超低排放的實施和治理設施的升級改造，NO的排放濃度在逐步降低的同時，部分行業(yè)或工藝NO2的排放濃度得到了大幅度的提升，在CEMS技術規(guī)范中提及較少的氮氧化物轉換器，越來越多的進入了廣大在線監(jiān)測和環(huán)境執(zhí)法人員的視線，本文從氮氧化物轉換器在CEMS使用中存在的問題進行剖析和思考，希望能為相關人員提供幫助和參考。

02 為什么要裝氮氧化物轉化器？

固定污染源排放的煙氣中氮氧化物多數是以一氧化氮的形式存在，部分行業(yè)和場合下煙氣中的氮氧化物是以二氧化氮的形式存在，隨著超低排放后對NOx的排放限值要求越來越低，有些行業(yè)受工藝、經濟及技術等因素制約，排放煙氣中NOx可以達到超低排放的水平，但是不能持續(xù)穩(wěn)定的實現超低排放的，為能夠使在線監(jiān)測測量的NOx達標，部分企業(yè)將煙氣中NO氧化為NO2，由于后端治理設施對NO2的吸收設施不健全或吸收不徹底，造成排放煙氣中NO2濃度較高。同時由于在線監(jiān)測設備多數采用NDIR（紅外）和DOAs（紫外）方法測量，且只對煙氣中的NO進行測量（部分設備廠家推出DOAs方法同時測量NO和NO2，但是測量NO2過程對算法依賴性較強，受干擾因素較多，直接測量NO2在不同行業(yè)應用也存在不同的問題），轉換測量的需要在測量前將煙氣中NO2通過氮氧化物轉換器轉換為NO后進行測量，換算后的測量結果才能表征為排放的NOx（以NO2計）的濃度。NOx轉換器NO2的轉換率直接影響部分行業(yè)在線監(jiān)測測量NOx數據。

03 什么是氮氧化物轉化器?  

氮氧化物轉化器是將NO2高溫時在催化劑的作用下轉換為NO的裝置，裝置的核心就是控制反應溫度和催化劑的活性，目前常見的催化劑有碳化鉬和鉬絲，反應溫度從180℃到400℃不等，轉換器的外觀尺寸、催化劑用量和控制溫度各個廠家有所不同，轉換效率和使用壽命也各不相同。

04 技術規(guī)范對NOx轉換器的要求? 

HJ75-2017中關于NOx轉換器的要求：對于氮氧化物監(jiān)測單元，NO2可以直接測量，也可通過轉化爐轉化為NO后一并測量，但不允許只監(jiān)測煙氣中的NO。NO2轉換為NO的效率應滿足HJ76的要求。

HJ76-2017中關于NOx轉換器的要求：二氧化氮轉換效率是NO2轉換為NO的效率，NOx分析儀器或NO2轉換器中NO2轉換為NO的效率≥95%。二氧化氮轉換效率檢測僅適用于配置有二氧化氮轉換器的NOx CEMS，可采用標氣直接轉換測量和使用臭氧發(fā)生器轉換測量兩種方式進行。

05 氮氧化物轉化器應用中的問題  

1. 完全抽取式冷干法CEMS中應用時污染下游管路，易形成過濾器堵塞或者分析儀氣室的污染。受不同設備廠家生產的NOx轉換器催化劑材質和型式的不同，以及煙氣中成分的差異，多數NOx轉換器在煙氣經過高溫狀態(tài)下的催化劑時發(fā)生物理或化學方面的反應，處理轉換后的煙氣在降溫后產生了微小的細顆粒物（可能是HC化合物或者鉬的氧化物顆粒），在管路內壁附著沉降，長時間形成了管路堵塞或者分析儀氣室污染的情況發(fā)生。

2. 完全抽取式熱濕法CEMS中應用時，受煙氣中濕度及水溶性鹽類的影響，容易造成轉換器接口處堵塞或者轉換效率低下。熱濕CEMS由于整個采樣過程需要加熱，部分品牌NOx轉換器安裝于加熱盒與采樣管線中間，采樣管線與轉換器接口以及轉換器和加熱盒接口處由于溫度梯度差，伴熱和保溫無法得到保證，高濕高水溶性鹽的場合，容易在轉換器進口處形成液態(tài)水，液態(tài)水吸收待測煙氣中的二氧化硫和氨氣，形成水溶性鹽，水溶性鹽隨著氣流進入轉換器內部，溫度升高的同時，水再次被蒸發(fā)，水溶性鹽類結晶，附著在管路內部及催化劑的表面，長時間運行容易形成管路的堵塞，部分行業(yè)熱濕法CEMS NOx轉換器外置于加熱盒，NOx轉換器在幾個小時內就可以堵塞，無法達到穩(wěn)定正常運行。

3. 稀釋法CEMS通過分析儀內置的NOx轉換器可以實現對NO、NO2的同時測量，雖然煙氣經過稀釋后進入分析儀進行測量，煙氣中NO2及其他背景成分的濃度得到了降低，但是稀釋氣的質量對轉換器催化劑影響較大，NOx轉換器轉換效率達不到要求是稀釋法中常見的問題，稀釋法CEMS定期對NO/SO2進行校準，但是對NO2的校準多數無法進行或未開展，尤其是NOx轉換器的性能測試的頻次和周期是造成NO2數據問題的主要因素。   

4. 脫硝治理設施采用氧化脫硝的場合，NOx轉換器轉換效率多不滿足要求。一些行業(yè)或企業(yè)在脫硝設施上采用臭氧或強氧化劑對煙氣進行氧化，煙氣中高濃度的NO轉化為高濃度的NO2，NO被氧化為NO2的效率高達90%以上，氧化劑過量使用的現象比較突出，NO2多采用濕式或半干法堿性環(huán)境吸收，吸收過程受離子效應及水的含量等因素影響，NO2吸收效率較低且不易控制，容易形成高濃度NO2的逃逸，加大NO2轉換器的工作負擔，部分場合催化劑可在幾分鐘內失效。在高濃度NO2、氧化劑及水溶性鹽類的作用下，氧化脫硝場合NOx轉換器的效率及壽命無法得到保證。

5. NOx轉換器因其工作原理和結構相對簡單，技術規(guī)范僅對轉換效率進行了要求，目前市場上應用的NOx轉換器品牌繁多，結構和性能參差不齊，價格從五六千到幾萬的不等。一些NOx轉化器廠家在未對轉換效率進行測試直接出廠進行銷售，同時未對轉換器應用的條件及安裝位置、影響因素進行說明，以及NOx轉化器最大轉換的NO2濃度、流量等技術指標進行明確。甚至出現了一些無標簽、無說明書、無廠家和說明書的“三無”NOx轉換器在市場上流通。針對NOx轉換器的執(zhí)法檢查多數還停留在有沒有安裝的步伐上，深入點的查看一下NOx轉換器的加熱溫度的設置，因標氣或測試條件不具備很少對轉換器的效率進行測試。

06 NOx轉換器的相關建議  

1.相關行業(yè)協(xié)會、管理部門及在線監(jiān)測設備廠家開展NOx轉換器對待測組分影響測試，針對完全抽取式冷干法、熱濕法及稀釋法NOx轉換器的安裝位置對系統(tǒng)穩(wěn)定性及數據測量準確性開展測試和研究，對不同材質催化劑、催化劑形狀、催化劑粒徑、加熱溫度、NO2流量、濃度和氧含量對轉換效率的影響進行測試研究，為解決NOx轉換器轉換效率低，使用壽命短的問題提供數據支持。

2. 針對NOx轉換器的技術規(guī)范和標準相對較少的情況，建議相關部門和行業(yè)組織建立健全NOx轉換器的暫行技術規(guī)范，明確NOx轉換器催化劑的成分（碳基、鉬基）、加熱溫度（180℃、250℃、380℃以及400℃）、適用條件（行業(yè)及治理設施）、煙氣中的干擾成分（如CO、CH4等HC化合物）以及轉換器效率測試條件（NO2濃度、流量及溫度）等，從技術方面引導規(guī)范NOx轉換器市場的健康發(fā)展。   

3. 加強對煙氣脫硝技術規(guī)范的建設，建立不同脫硝工藝路線的適用范圍、行業(yè)及存在問題的行業(yè)技術規(guī)范，尤其是對氧化脫硝的應用條件和控制指標要求進行明確和細化，對氧化脫硝后端吸收技術無法保證或不成熟的，在相關環(huán)評審批環(huán)節(jié)進行限制。從根本上解決NOx轉換排放，變相排放，在線監(jiān)測NOx轉換器效率低下，轉換器催化劑易中毒失效的情況。