煤炭是我国的主要能源,燃煤电厂作为耗煤大户,在生产电力供给城市运行的同时,所产生的烟尘、SO2、NOX等污染物,也造成了不容忽视的环境问题。为此,原国家环保部、发展改革委等机构联合提出,全国所有具备超低排放改造条件的燃煤电厂,力争在2020年实现“超低排放”。因此,对改造后的烟气污染物进行连续准确的监测,成为评价电厂排污是否达标的重要技术手段。本文依托某国家重点研发计划,针对改造后烟气污染物浓度低水分大的特点,为解决烟气经CEMS预处理后送至分析仪测量“失真”的问题,本文在分析和比较当前国内外用于烟气污染物监测的CEMS及预处理优缺点上,就燃煤电厂超低排放在线监测系统（CEMS）预处理技术展开了深入研究。主要研究工作如下:1.对国内外应用于电厂的CEMS进行了分析比较。就各种方式CEMS的预处理流程以及优缺点进行了分析,明确了CEMS中需要解决的主要矛盾点:对于气态污染物的监测,我国常用的为“冷-干”直抽CEMS,在其预处理除湿时易造成易溶成分损失,造成测量“失真”;对于颗粒物的监测,常用的为“热-湿”直抽CEMS,在其预处理时液滴和水蒸气是造成颗粒物测量“失真”的主要原因,其次是非等速采样带来的误差。2.分析了CEMS预处理的基本原理和常见影响因素及可能存在的问题。如抽取式CEMS克服烟囱负压取样、采样探头防止安装松动、采样探头除尘防堵、烟气除湿、非等速采样等方面,并给出了具体的解决办法,为颗粒物、气态污染物CEMS预处理方案的设计和性能测试以及器件选取提供一定依据。3.设计了基于旋流加热的颗粒物CEMS预处理系统方案。首先借助Fluent对旋流加热装置内部流场进行了分析,并对装置进行了仿真优化,优选出装置在腔体直径（D,120 mm-160 mm）、腔体长度（L,400 mm-500 mm之间）和加热温度（T≥150℃）下能很好处理烟气中的液滴,降低液滴对颗粒物测量的影响;最后,结合等速采样的要求,设计了一套基于旋流加热的“热-湿”直抽CEMS预处理系统方案。4.研究了气态污染物CEMS预处理减小SO2损失的方法。首先选择了一种以添加磷酸溶液的“保真”方式,通过搭建的实验平台,研究了磷酸溶液（质量浓度5%、10%）,在除湿器前的添加量分别为50μl/min和100μl/min时,湿SO2在1 L/min（10%vol、15%vol）时的组分损失情况;最后,结合磷酸溶液添加这一方式,设计了两套非常规“冷-干”直抽CEMS预处理系统方案。5.将设计的“热-湿”直抽CEMS预处理系统方案和“冷-干”直抽CEMS预处理系统方案（方案一）形成样机分别与光散射和紫外光谱分析仪联用,在北方某电厂进行了初步的性能测试。结果表明,所设计的颗粒物预处理系统样机在运行稳定后与电厂自用监测设备测量结果基本一致,浓度在0.6 mg/m~3-0.7 mg/m~3;与分析仪联用的SO2CEMS预处理系统样机,测出的SO2浓度与电厂自用监测设备数据的整体相对误差在5%以内,但本文设计的系统SO2测量值更高,这反映出设计的系统能够降低SO2在预处理过程中的损失;总得来说,设计出的CEMS预处理系统,能够有效的提高测量烟气中颗粒物和SO2的准确性,本研究可为今后国内产品降低成本的同时也满足测量要求做贡献。