在(zai)“雙碳”目標(biao)與(yu)超(chao)低(di)排放(fang)改(gai)造(zao)的雙重驅動(dong)下(xia)，傳(chuan)統煙(yan)氣(qi)監(jian)測(ce)系(xi)統已(yi)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)“納(na)克級”汙染(ran)物(wu)檢測需(xu)求。
超(chao)低(di)cems煙(yan)氣(qi)監(jian)測(ce)系(xi)統通過突破性(xing)技術創新，將(jiang)檢測(ce)靈(ling)敏(min)度推向0.1mg/m3量級，成為火(huo)電、鋼鐵、水泥(ni)等(deng)行業(ye)實(shi)現超(chao)凈(jing)排放(fang)的(de)“最(zui)終(zhong)工(gong)具”，更在(zai)環境(jing)執(zhi)法、碳交(jiao)易市(shi)場建設(she)中(zhong)扮(ban)演關鍵角(jiao)色。
壹、核(he)心(xin)技術：四大(da)創新突(tu)破“微(wei)克級”檢測極限
1.量子(zi)級聯激(ji)光光譜(pu)（QCL）技術
采用中(zhong)紅外(wai)波(bo)段(duan)（3-12μm）量(liang)子(zi)級聯激(ji)光器，直接(jie)靶(ba)向NOx、SO2等(deng)汙(wu)染(ran)物(wu)分(fen)子(zi)振動(dong)-轉動(dong)能(neng)級躍遷(qian)特征峰。相(xiang)比(bi)傳(chuan)統紫(zi)外(wai)差(cha)分(fen)吸收(shou)光譜(pu)（DOAS），QCL對NO2的檢測限低至0.05mg/m3，且抗(kang)水汽(qi)幹擾(rao)能力(li)提升10倍。某660MW超(chao)超(chao)臨界機組(zu)實(shi)測顯(xian)示(shi)，該(gai)技術可(ke)精(jing)準(zhun)捕(bu)捉脫硝系(xi)統出(chu)口(kou)5mg/m3以(yi)下(xia)的(de)NOx濃度波動(dong)。
2.催(cui)化(hua)氧化(hua)-冷(leng)凝(ning)預(yu)處(chu)理系(xi)統
針(zhen)對(dui)超(chao)低(di)濃(nong)度下(xia)顆(ke)粒(li)物(wu)與水汽(qi)的交(jiao)叉幹擾(rao)，創新設(she)計(ji)“電(dian)加熱催(cui)化(hua)氧化(hua)+多(duo)級冷(leng)凝(ning)除濕+聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯(xi)過濾”三(san)級預(yu)處(chu)理鏈(lian)。在(zai)邯鋼(gang)2000m3高(gao)爐(lu)煤氣(qi)脫(tuo)硫項目中(zhong)，該(gai)系統將(jiang)樣(yang)氣(qi)濕(shi)度從(cong)95%RH降(jiang)至＜5%RH，顆(ke)粒(li)物(wu)截(jie)留效(xiao)率(lv)＞99.99%，確(que)保(bao)SO2檢(jian)測(ce)數據(ju)穩(wen)定(ding)性(xing)達(da)±1%FS/24h。
3.微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片氣室
采用MEMS工(gong)藝制造(zao)的螺(luo)旋(xuan)形微(wei)流(liu)控(kong)氣(qi)室，將(jiang)光程(cheng)延長(chang)至10m的(de)同時，將(jiang)樣(yang)品(pin)消(xiao)耗量從(cong)5L/min降(jiang)至0.3L/min。在(zai)寶(bao)武集(ji)團(tuan)燒(shao)結(jie)機煙(yan)氣(qi)監(jian)測(ce)中(zhong)，該(gai)設(she)計(ji)使系(xi)統響應時(shi)間縮短(duan)至20秒(miao)，年節約(yue)標(biao)氣(qi)成本(ben)超(chao)百(bai)萬(wan)元。
4.AI抗(kang)幹(gan)擾(rao)算(suan)法
構建基於(yu)Transformer架(jia)構(gou)的深度學習模(mo)型(xing)，通過百萬(wan)級工(gong)況數據(ju)訓練，可(ke)自動(dong)識別(bie)並(bing)修(xiu)正(zheng)流(liu)速(su)波動(dong)、背景(jing)氣體(ti)變化(hua)等(deng)12類(lei)幹(gan)擾因(yin)素。國家(jia)環境(jing)監(jian)測(ce)總(zong)站對比(bi)測(ce)試(shi)表(biao)明，該(gai)算法(fa)使超(chao)低(di)濃(nong)度CO檢測數據(ju)有效(xiao)捕(bu)獲(huo)率從(cong)78%提升至96%。
二(er)、應用價(jia)值(zhi)：從(cong)合規排放(fang)到(dao)價(jia)值(zhi)創造
1.環(huan)境(jing)執法“火(huo)眼金(jin)睛(jing)”
在(zai)京津(jin)冀(ji)“2+26”城(cheng)市空氣質(zhi)量改(gai)善攻堅(jian)戰(zhan)中(zhong)，超(chao)低(di)cems系(xi)統為(wei)非(fei)現(xian)場(chang)執法提供(gong)關鍵證據(ju)鏈(lian)。2023年(nian)某(mou)鋼鐵企(qi)業(ye)因(yin)系(xi)統記(ji)錄(lu)其脫(tuo)硫塔出口(kou)SO2小(xiao)時(shi)均值(zhi)連(lian)續(xu)3次超(chao)標(biao)（8mg/m3），被(bei)處(chu)以2480萬(wan)元(yuan)罰(fa)款(kuan)並停(ting)產整(zheng)治。
2.碳交(jiao)易“計(ji)量(liang)天(tian)平(ping)”
通過擴展(zhan)N2O、CH4等(deng)溫室氣(qi)體(ti)檢測模(mo)塊(kuai)，系統可(ke)同步(bu)輸(shu)出(chu)CO2當(dang)量排放(fang)數據(ju)。在(zai)廣(guang)東碳市場試點中(zhong)，某電(dian)廠依托超(chao)低(di)cems數據(ju)完成首(shou)筆CCER交(jiao)易，獲(huo)利(li)超(chao)500萬(wan)元(yuan)。
3.工(gong)藝優化(hua)“智(zhi)慧(hui)大(da)腦”
華能(neng)集(ji)團(tuan)應(ying)用系統大(da)數據(ju)分(fen)析功(gong)能(neng)，發現某(mou)機組(zu)SCR脫硝(xiao)系統氨(an)逃(tao)逸(yi)率(lv)與NOx濃度呈非(fei)線(xian)性(xing)關系，通過優化(hua)噴(pen)氨策略，年(nian)節約(yue)液(ye)氨成本(ben)1200萬(wan)元(yuan)，同(tong)時(shi)減少(shao)氨(an)逃(tao)逸(yi)3.8噸(dun)。
三、未來趨(qu)勢：邁向“全(quan)要素、自適(shi)應(ying)、零維(wei)護”
下(xia)壹(yi)代超(chao)低(di)cems將(jiang)集(ji)成：
1.太赫(he)茲波(bo)探測技術：實(shi)現PM0.1、重金(jin)屬(shu)等(deng)顆(ke)粒(li)物(wu)的實(shi)時監(jian)測(ce)；
2.數字(zi)孿(luan)生校(xiao)準(zhun)：通過虛(xu)擬(ni)標(biao)定(ding)將(jiang)現場(chang)校(xiao)準(zhun)周(zhou)期從(cong)3個月(yue)延長(chang)至2年(nian)；
3.自供(gong)能設(she)計(ji)：利(li)用煙(yan)氣(qi)余熱(re)與振動(dong)能(neng)量(liang)采集(ji)，滿(man)足(zu)偏(pian)遠地(di)區(qu)無電場景需(xu)求。
結語(yu)
超(chao)低(di)cems煙(yan)氣(qi)監(jian)測(ce)系(xi)統不(bu)僅(jin)是(shi)環保(bao)監(jian)管(guan)的(de)“科技哨兵”，更是(shi)企業(ye)綠(lv)色轉型(xing)的(de)“數據(ju)引(yin)擎”。當(dang)每壹(yi)縷(lv)煙(yan)氣(qi)中(zhong)的汙(wu)染(ran)物(wu)都被(bei)精(jing)確(que)計(ji)量(liang)，當(dang)每壹(yi)次排放(fang)波(bo)動(dong)都(dou)觸(chu)發工(gong)藝優化(hua)，我(wo)們正(zheng)加速(su)邁向壹個“超(chao)凈(jing)排放(fang)”與(yu)“經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)”雙贏的綠色工(gong)業(ye)新時(shi)代——在(zai)這(zhe)裏，藍天與(yu)發展(zhan)不再(zai)是(shi)對立命(ming)題，科(ke)技之光正(zheng)照(zhao)亮(liang)可(ke)持(chi)續(xu)未來(lai)的通途(tu)。
