第一篇烟气排放连续监测系统（CEMS）概论 
第1章 固定污染源废气排放监测 
11概述1 
111背景和意义1 
112固定污染源废气排放现状2 
12固定污染源排放废气污染物的危害4 
121常规污染物的主要危害4 
122特殊污染物的主要危害5 
13我国污染源废气排放控制和监测技术标准6 
131排放控制标准6 
132监测技术标准7 
第2章 烟气排放连续监测系统（CEMS）概况 
21CEMS发展概述9 
211国外CEMS技术发展历程9 
212我国CEMS应用现状和发展9 
22CEMS的系统描述和基本组成10 
221CEMS的系统描述10 
222CEMS的基本组成10 
23CEMS的结构和工作原理11 
231颗粒物测量11 
232气态污染物测量12 
233烟气参数测量14 
24CEMS仪器性能检测15 
241国外检测机构CEMS检测情况15 
242国内CEMS检测情况16 
25CEMS质量保证和质量控制16 
251CEMS适用性检测16 
252CEMS安装和验收17 
253CEMS运营管理和维护保养17 
第二篇气态污染物CEMS监测技术 
第3章 完全抽取式气态污染物CEMS 
31概述20 
311完全抽取式气态污染物CEMS的发展与应用20 
312完全抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构22 
32完全抽取式CEMS的分类24 
321冷干CEMS24 
322热湿CEMS26 
33气态污染物CEMS常用分析仪器技术27 
34气态污染物CEMS的标定技术及影响误差28 
341背景气中干扰组分造成的测量误差28 
342样品处理过程可能造成的测量误差30 
343电源频率变化造成的测量误差32 
344环境条件变化造成的影响32 
345样品流速变化造成的影响33 
第4章 完全抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术 
41概述34 
411完全抽取式CEMS样品处理系统的技术分析34 
412抽取式CEMS样品处理系统的基本要求与技术组成35 
413样品处理系统的基本功能要求36 
414样品处理系统的主要技术性能38 
42取样探头39 
421CEMS取样点选择要求39 
422CEMS电加热保温过滤取样探头40 
423CEMS脱硝装置的取样探头43 
424带除湿功能的一体化采样探头系统44 
425国内外典型的取样探头产品介绍44 
43样品传输管线45 
431样品传输基本要求45 
432样品传输管线的要求45 
433电伴热输送管线46 
44样品除尘技术及除尘过滤器49 
441样品除尘要求49 
442样品除尘技术50 
45样品除湿器53 
451冷凝除湿技术53 
452Nafion管干燥器57 
453其他除湿方法工作原理、特点及应用情况59 
454除湿技术应用60 
455冷凝液的排出61 
46样品取样泵61 
461取样泵的分类及应用61 
462隔膜泵62 
463喷射泵64 
464蠕动泵66 
47样品压力、流量调节技术66 
471样品流量调节阀件66 
472样品流量控制与测量68 
473压力调节阀件69 
474样品压力测量70 
48样品转换及有害物质处理技术70 
481样品转换70 
482样品有害物质处理71 
483样品系统防腐蚀材料选择72 
49样品处理系统的流程设计与自动控制技术72 
491样品处理系统的流程设计要求72 
492样品处理系统的流程设计技术73 
493样品处理系统的自动控制75 
第5章 稀释抽取式气态污染物CEMS 
51概述77 
511稀释抽取式气态污染物CEMS的发展与应用77 
512稀释抽取式气态污染物CEMS的基本组成结构78 
513稀释抽取式CEMS的特点78 
52稀释抽取CEMS系统的原理和分类79 
521恒流稀释原理79 
522稀释抽取系统的分类80 
53稀释抽取CEMS系统的仪器分析技术80 
531SO2分析技术及仪器81 
532NOx分析技术81 
54稀释抽取CEMS系统的应用82 
541稀释比82 
542影响稀释比的因素及其修正83 
543稀释抽取系统的误差来源及其修正84 
第6章 稀释抽取式气态污染物CEMS的样品处理技术 
61稀释抽取式CEMS样品处理技术特点及构成87 
62取样探头88 
621探头88 
622稀释控制器90 
63样品传输管线91 
64样品除尘技术及除尘过滤器91 
65零空气处理系统92 
第7章 直接测量式气态污染物CEMS 
71概述93 
711直接测量式气态污染物CEMS的发展与应用93 
712直接测量式气态污染物CEMS的基本组成结构93 
713直接测量式气态污染物CEMS的特点96 
72常用直接测量式气态污染物分析技术96 
721单波长法96 
722双波长法97 
723差分吸收光谱法(DOAS)97 
724NDIR气体过滤相关光谱技术99 
725可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)100 
73直接测量式CEMS种类100 
731探头外置式100 
732单光程内置式101 
733双光程内置式102 
74现场安装要求102 
741一般要求102 
742装平台和站房要求103 
75直接测量式气态污染物CEMS的典型应用103 
751燃煤电厂中的应用103 
752水泥厂中的应用104 
76直接测量式气态污染物CEMS的测量影响误差107 
761背景气中干扰组分造成的测量误差107 
762样气流量变化造成的影响109 
763电源电压变化造成的测量误差110 
764环境温度条件变化造成的影响111 
765振动造成的影响112 
第8章 气态污染物CEMS分析技术及应用 
81红外吸收光谱气体分析技术114 
811红外线的定义114 
812红外线气体分析仪的基本原理114 
813红外线气体分析仪分类116 
814红外线气体分析仪的主要部件117 
815红外线气体分析器的应用128 
816典型红外线气体分析仪130 
82紫外吸收光谱气体分析技术135 
821测量原理135 
822类型和特点136 
823应用工况选择138 
824在CEMS应用中存在的问题139 
83电化学法气体分析技术140 
831测量原理140 
832类型和特点141 
833应用工况选择145 
834在CEMS应用中存在的问题145 
84分子发光气体分析技术147 
841分子荧光、磷光分析技术的应用领域和技术特点147 
842紫外荧光分析仪148 
843化学发光分析仪150 
85其他常见气体分析技术154 
851双池厚膜氧化锆传感器154 
852测量NOx/O2系统结构158 
第三篇颗粒物CEMS监测技术 
第9章 颗粒物CEMS概述 
91颗粒物排放与监测160 
911颗粒物的概念及危害160 
912颗粒物的来源与排放监测160 
913颗粒物监测技术161 
92颗粒物CEMS监测技术分类161 
921直接测量式161 
922抽取式β射线吸收法163 
93颗粒物CEMS排放监测的影响因素163 
931颗粒物采样点位置的影响163 
932湿度对测量的影响163 
933振动对测量的影响163 
94颗粒物CEMS监测技术的发展方向和进展163 
第10章 颗粒物CEMS监测技术及应用 
101光透射法165 
1011光透射法的测量原理165 
1012光透射法的仪器结构和特点166 
1013光透射法粉尘仪在CEMS中的应用167 
102光散射法168 
1021光散射法的测量原理168 
1022光散射法的仪器结构和特点170 
1023光散射法粉尘仪在CEMS中的应用172 
103光闪烁法173 
1031光闪烁法的测量原理174 
1032光闪烁法的仪器结构和特点174 
1033光闪烁法粉尘仪在CEMS中的应用175 
104接触电荷转移法176 
1041接触电荷转移法的测量原理176 
1042接触电荷转移法的仪器结构和特点177 
1043接触电荷转移法粉尘仪在CEMS中的应用178 
105β射线吸收法179 
1051β射线法的测量原理179 
1052β射线法的仪器组成和特点180 
1053β射线法粉尘仪在CEMS中的应用181 
106不同监测技术之间的比较181 
107高湿低浓度颗粒物连续自动监测技术182 
第四篇烟气参数CMS监测技术 
第11章 烟气参数CME概述 
111烟气参数监测的目的和作用184 
1111烟气参数监测的目的184 
1112烟气参数监测的意义185 
112烟气参数监测技术185 
1121烟气湿度的在线监测技术概述186 
1122烟气流量的在线监测技术187 
1123烟气中含氧量的在线监测技术187 
113烟气参数监测的技术要求188 
1131流速连续测量系统的检测技术要求188 
1132温度及湿度连续测量系统的检测技术要求188 
1133烟气氧含量连续测量系统的检测技术要求188 
第12章 烟气温度、压力、流量测量技术 
121烟气温度、压力、流量测量技术概况189 
1211烟气温度、压力的测量技术189 
1212烟气流量的测量技术189 
122压差法流速测量仪191 
1221S型皮托管流速仪191 
1222阿牛巴皮托管流速仪193 
1223双支路多测点皮托管流速仪194 
1224插入式威尔巴流量计195 
1225风速测量装置196 
123超声波流速测量仪197 
1231时差法超声波流量计的测量原理197 
1232超声波流量计的超声换能器198 
1233探头式超声波流量计介绍198 
124热平衡法流速测量仪200 
1241热平衡法流速仪的测量原理200 
1242热平衡法流速仪的结构特点与产品介绍201 
1243热平衡法均速管流量计203 
125其他流速测量仪及主要流速测量技术比较205 
1251红外线法205 
1252声波法205 
1253靶式流量计法206 
1254光闪烁法206 
1255主要流速监测技术比较207 
第13章 烟气湿度监测技术 
131烟气湿度监测技术概况209 
1311湿度的定义及其表示方法209 
1312烟气湿度的在线测量技术210 
132电容法湿度传感器测量技术210 
1321电容式湿度传感器测量法原理210 
1322阻容式湿度传感器测量的结构与应用211 
133干湿氧法湿度测量技术213 
1331干湿氧法湿度测量原理213 
1332干湿氧法湿度测量技术的应用213 
134其他湿度测量技术214 
1341激光光谱法湿度测量技术214 
1342红外光度法湿度测量技术216 
1343干/湿温度法湿度测定技术216 
135烟气湿度仪的校准技术217 
1351烟气湿度仪的校准要求217 
1352烟气湿度仪的校准装置217 
1353标准湿度仪218 
第14章 烟气含氧量测量技术 
141烟气含氧量测量技术概况221 
1411烟气含氧量测量的目的221 
1412烟气氧含量测量技术221 
142氧化锆法氧分析仪222 
1421氧化锆法氧分析仪的测量原理222 
1422氧化锆探头的理论电势输出222 
1423直插式氧化锆氧分析器224 
1424抽取式氧化锆氧分析器224 
143燃料电池式氧分析器224 
1431碱性燃料电池氧传感器224 
1432酸性燃料电池氧传感器225 
144顺磁式氧分析仪226 
1441磁力机械式氧分析器结构原理及产品介绍226 
1442磁压式氧分析器的结构原理及产品介绍227 
1443顺磁式氧分析仪的误差分析230 
第五篇数据采集处理和传输系统技术 
第15章 CEMS数据采集与传输系统 
151DAS系统概述232 
1511DAS系统结构示意图232 
1512DAS系统基本功能要求232 
152DAS系统的组成233 
1521DAS硬件组成233 
1522DAS软件设计233 
153DAS系统数据采集与处理技术237 
1531DAS数据采集技术237 
1532DAS数据处理技术238 
154DAS系统数据通信与传输技术240 
1541数据上报方式240 
1542数据上报内容241 
155DAS智能化242 
第16章 CEMS数据采集处理和传输技术要求 
161术语与定义243 
162CEMS数据采集处理和传输系统的总体功能结构243 
1621硬件系统组成243 
1622软件系统设计244 
163技术要求244 
1631性能指标要求244 
1632数据采集要求244 
1633数据处理和显示244 
1634数据计算方法246 
1635数据存储及备份要求248 
1636系统安全管理要求248 
1637数据报表查询要求248 
1638系统参数设置要求248 
1639系统日志管理要求249 
16310参数报警功能要求249 
16311数据传输功能要求249 
第六篇CEMS质量保证和质量控制 
第17章 CEMS适用性检测 
171概述252 
172国外CEMS仪器性能检测情况253 
1721国外CEMS仪器性能指标要求相关标准253 
1722国外CEMS系统性能检测和认证的相关情况256 
1731气态污染物(SO2、NOx)连续自动监测系统适用性检测方法259 
1732颗粒物连续自动监测系统适用性检测方法265 
1733烟气参数连续自动监测系统适用性检测方法272 
174我国CEMS技术指标与国外主要相关标准的比较275 
1741气态污染物CEMS275 
1742颗粒物CEMS276 
1743烟气参数CEMS277 
175CEMS适用性检测流程和要求277 
1751CEMS适用性检测流程277 
1752CEMS适用性检测管理要求280 
1753CEMS适用性检测申请表和检测报告式样281 
176我国CEMS适用性检测的发展趋势289 
1761CEMS分析仪表实验室性能测试技术指标和检测方法289 
1762CEMS关键部件实验室性能测试技术指标和检测方法294 
第18章 CEMS安装调试和验收 
181CEMS安装297 
1811安装位置297 
1812安装配套的环境条件设施301 
1813CEMS仪器设备安装302 
1814CEMS系统仪器站房建设305 
1815CEMS数据采集和处理软件安装306 
1816CEMS数据上报和传输安装308 
182CEMS调试和调试检测308 
1821CEMS调试308 
1822CEMS调试检测309 
1823CEMS调试检测报告315 
183CEMS验收320 
1831CEMS验收的基本前提要求320 
1832CEMS验收内容320 
1833CEMS验收报告322 
第19章 CEMS运行维护和监督管理 
191CEMS运行质量管理体系的建立326 
1911CEMS运行质量管理体系必须遵循的法律法规326 
1912管理体系的方针与目标326 
1913组织结构和资源配置326 
1914编写体系文件327 
192CEMS监测有效数据的管理327 
1921CEMS监测数据327 
1922CEMS监测有效数据的定义329 
1923CEMS监测有效数据的管理要求329 
193CEMS运行维护的质量管理329 
1931运行维护概述329 
1932运行维护基本要求330 
1933运行维护的QA/QC331 
194CEMS第三方运营服务332 
1941第三方运营服务商的运行资质332 
1942第三方运营服务商的运营管理要求334 
1943第三方运营服务商的日常维护与监测要求334 
195CEMS监督检查和管理336 
1951CEMS现场监督检查336 
1952CEMS现场比对监测338 
第20章 CEMS比对监测 
201CEMS比对监测的概念和技术依据341 
2011比对监测的概念和意义341 
2012比对监测的主要工作内容341 
2013比对监测的技术依据341 
202CEMS比对监测的人员、仪器设备和分析方法342 
2021CEMS比对监测人员342 
2022CEMS比对监测仪器设备342 
2023CEMS比对监测分析方法343 
203CEMS比对监测前的准备工作344 
2031了解掌握CEMS及污染源比对现场的情况344 
2032手工参比仪器设备的校准和维护345 
2033安全防护装备和通讯设备346 
2034编制《CEMS比对监测现场实施方案》346 
204CEMS比对监测的现场测试347 
2041现场安装CEMS仪器检查347 
2042颗粒物CEMS比对监测347 
2043气态污染物CEMS（含O2）比对监测350 
2044烟气流速、温度CEMS比对监测354 
205CEMS比对监测数据汇总处理分析356 
2051CEMS比对监测技术指标要求356 
2052颗粒物CEMS比对监测数据处理357 
2053气态污染物(含O2)CEMS比对监测数据处理358 
2054烟气流速和烟温CEMS比对监测数据处理360 
206CEMS比对监测的质量控制和质量保证361 
2061CEMS比对监测数据审核、报告和结果判定361 
2062CEMS比对监测全过程的质量保证和质量控制362 
第七篇CEMS安全防护技术 
第21章 CEMS安全防护技术要求 
211CEMS的安全与防护功能要求364 
2111电气的安全与防护技术364 
2112压缩空气的安全与防护技术370 
2113IP防护技术370 
2114防爆设备的安全防护技术372 
2115工作环境的安全防护技术374 
212CEMS的安全与防护功能设计375 
2121电源的安全与防护功能设计375 
2122压缩空气的安全与防护功能设计377 
2123CEMS设备外壳的安全与防护功能设计380 
213CEMS分析机柜设计与安装技术380 
2131CEMS分析机柜类型380 
2132CEMS分析机柜设计380 
214CEMS系统集成的公用工程技术381 
第22章 CEMS分析小屋 
221CEMS分析小屋的技术要求382 
2211土建小屋的技术要求382 
2212整体钢结构小屋的技术要求382 
2213防爆小屋的技术要求382 
222CEMS分析小屋的结构设计和设施配置382 
2221土建小屋382 
2222整体钢结构小屋382 
2223防爆小屋383 
223CEMS分析小屋的安全设计384 
2231安全检测报警系统384 
2232小屋要做好有效接地384 
2233分析小屋的防雷设计384 
224CEMS分析小屋的建设与试用384 
2241分析小屋建设要求384 
2242分析小屋的试用384 
第八篇CEMS典型应用和监测新技术 
第23章 烟气脱硫CEMS的技术应用 
231烟气脱硫工艺385 
2311二氧化硫的特性、危害及其来源385 
2312烟气脱硫（FGD）技术简介386 
2313湿法石灰石石膏烟气脱硫工艺387 
2314其他脱硫技术介绍389 
232烟气脱硫CEMS的技术方案设计394 
2321污染源SO2相关排放标准限值394 
2322脱硫CEMS的重要性及其应用要求395 
2323烟气脱硫CEMS设计的关键技术396 
2324烟气脱硫CEMS的技术方案分析398 
233冷干法抽取式CEMS系统典型应用方案403 
2331火电厂脱硫烟气工况条件403 
2332电厂烟气脱硫烟气CEMS的典型设计方案403 
234烟气脱硫CEMS的技术难点和注意事项407 
2341烟气脱硫CEMS的新需求407 
2342烟气脱硫CEMS的技术难点408 
2343烟气脱硫CEMS的注意事项409 
第24章 烟气脱硝CEMS的技术应用 
241烟气脱硝工艺412 
2411氮氧化物的危害、来源及排放要求412 
2412燃煤锅炉的烟气脱硝技术现状413 
242烟气脱硝CEMS的技术解决方案417 
2421烟气脱硝CEMS的重要性与应用417 
2422烟气脱硝CEMS的分析技术及技术方案418 
2423脱硝CEMS的常规监测参数和测量要求420 
2424烟气脱硝CEMS取样处理的典型设计420 
243脱硝CEMS的逃逸氨监测技术方案423 
2431氨逃逸量监测的重要性及其应用423 
2432激光原位法氨逃逸监测技术423 
2433间接催化剂还原化学发光法检测微量氨技术427 
2434热湿法傅里叶变换红外光谱检测技术原理429 
244烟气脱硝CEMS的典型应用案例430 
2441火电厂烟气脱硝CEMS的典型应用案例430 
2442激光原位测量氨逃逸量的典型应用案例433 
2443烟气脱硝CEMS的应用技术分析435 
第25章 垃圾焚烧CEMS的技术应用 
251垃圾焚烧工艺438 
2511垃圾焚烧的整体流程438 
2512垃圾焚烧的主要步骤439 
2513垃圾焚烧的排放特点和技术需求443 
252垃圾焚烧炉CEMS的系统设计和应用446 
2521垃圾焚烧炉CEMS系统构成446 
2522垃圾焚烧炉CEMS监测方式446 
2523气态污染物连续监测系统449 
2524颗粒物连续监测系统454 
2525烟气参数连续监测系统455 
2526数据采集、处理和控制系统458 
253垃圾焚烧CEMS监测技术的难点与解决方案458 
2531气态污染物监测技术难点和解决方案458 
2532颗粒物监测技术难点和解决方案459 
第26章 固定污染源排放烟气汞连续监测技术 
261汞的特性及其危害461 
262汞的监测分析方法462 
2621冷蒸汽原子吸收光谱法（CVAAS）462 
2622冷蒸汽原子荧光光谱法（CVAFS）463 
2623塞曼分光原子吸收光谱法(ZAAS)463 
2624紫外差分吸收光谱法465 
263烟气汞排放连续监测系统的设计及应用467 
2631烟气汞排放连续监测系统的组成467 
2632烟气汞排放连续监测系统的设计468 
264烟气汞排放连续监测系统的难点与解决方案472 
2641烟气中汞的低浓度测量472 
2642烟气中汞的采样和传输损失474 
2643烟气中汞复杂的化学物理形态分布474 
2644烟气中其他成分对汞测量的干扰475 
第27章 固定污染源排放废气其他污染物连续监测技术 
271固定污染源排放PM10和PM2.5监测技术476 
2711概述476 
2712美国EPA方法201A(修正)介绍477 
2713污染源烟气PM10和PM25完全抽取式采样设备478 
2714污染源烟气PM10和PM25稀释采样技术484 
272固定污染源排放VOC连续自动监测技术486 
2721概述486 
2722挥发性有机物的分析技术490 
2723废气VOCs在线监测技术特点和发展需求500 
273固定污染源排放重金属连续自动监测技术501 
2731概述501 
2732烟气重金属连续自动监测技术502 
2733基于XRF技术的烟气重金属连续监测设备504 
274固定污染源烟气流速监测新技术507 
2741矩阵式烟气流速测量系统507 
2742光闪烁法烟气流速测量系统510 
附录 不同烟气含湿量检测方法的比较与分析 
参考文献

我国作为一个发展中的人口大国，资源环境问题是长期制约经济社会可持续发展的重大问题。党中央、国务院高度重视环境保护工作，提出了建设生态文明、建设资源节约型与环境友好型社会、推进环境保护历史性转变、让江河湖泊休养生息、节能减排是转方式调结构的重要抓手、环境保护是重大民生问题、探索中国环保新道路等一系列新理念新举措。在科学发展观的指导下，“十一五”环境保护工作成效显著，在经济增长超过预期的情况下，主要污染物减排任务超额完成，环境质量持续改善。 
随着当前经济的高速增长，资源环境约束进一步强化，环境保护正处于负重爬坡的艰难阶段。治污减排的压力有增无减，环境质量改善的压力不断加大，防范环境风险的压力持续增加，确保核与辐射安全的压力继续加大，应对全球环境问题的压力急剧加大。要破解发展经济与保护环境的难点，解决影响可持续发展和群众健康的突出环境问题，确保环保工作不断上台阶出亮点，必须充分依靠科技创新和科技进步，构建强大坚实的科技支撑体系。 
2006年，我国发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》（以下简称《规划纲要》），提出了建设创新型国家战略，科技事业进入了发展的快车道，环保科技也迎来了蓬勃发展的春天。为适应环境保护历史性转变和创新型国家建设的要求，国家环境保护总局于2006年召开了第一次全国环保科技大会，出台了《关于增强环境科技创新能力的若干意见》，确立了科技兴环保战略，建设了环境科技创新体系、环境标准体系、环境技术管理体系三大工程。五年来，在广大环境科技工作者的努力下，水体污染控制与治理科技重大专项启动实施，科技投入持续增加，科技创新能力显著增强；发布了502项新标准，现行国家标准达1263项，环境标准体系建设实现了跨越式发展；完成了100余项环保技术文件的制订、修订工作，初步建成以重点行业污染防治技术政策、技术指南和工程技术规范为主要内容的国家环境技术管理体系。环境科技为全面完成“十一五”环保规划的各项任务起到了重要的引领和支撑作用。 
为优化中央财政科技投入结构，支持市场机制不能有效配置资源的社会公益研究活动，“十一五”期间国家设立了公益性行业科研专项经费。根据财政部、科技部的总体部署，环保公益性行业科研专项紧密围绕《规划纲要》和《国家环境保护“十一五”科技发展规划》确定的重点领域和优先主题，立足环境管理中的科技需求，积极开展应急性、培育性、基础性科学研究。“十一五”期间，环境保护部组织实施了公益性行业科研专项项目234项，涉及大气、水、生态、土壤、固废、核与辐射等领域，共有包括中央级科研院所、高等院校、地方环保科研单位和企业等几百家单位参与，逐步形成了优势互补、团结协作、良性竞争、共同发展的环保科技“统一战线”。目前，专项取得了重要研究