脫硝工程氨逃逸監(jiān)測方案
發(fā)布日期：2016/6/30 11:30:54 點擊次數(shù)：55530
“十二五”期間，我國將NOx列入污染物總量控制的約束性指標(biāo)，減排幅度設(shè)定為10%；制定并實施NOx新的排放限值; 新建、擴建、改建火電廠建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施，重點區(qū)域內(nèi)的火電廠應(yīng)在“十二五”期間全部安裝煙氣脫硝設(shè)施。目前燃煤電廠減排氮氧化物的主要技術(shù)有：低NOX燃燒、選擇性非催化還原法(SNCR)以及選擇性催化還原法(SCR)、其中SCR技術(shù)由于其脫硝效率高、技術(shù)成熟而廣泛應(yīng)用于燃煤電廠鍋爐煙氣脫硝。SCR法一般是將氨類等還原劑噴入煙氣中，利用催化劑將煙氣中的NOX轉(zhuǎn)化為氨氣和水。氨作為還原劑，在反應(yīng)過程中會有部分未反應(yīng)的氨隨煙氣一并進入到下游設(shè)備，形成氨逃逸。一般工程應(yīng)用中都需要對氨逃逸進行監(jiān)測，并控制氨的逃逸率。
圖1 燃煤電廠脫硝系統(tǒng)示意圖
1. 氨逃逸監(jiān)測的意義
監(jiān)測并控制SCR脫硝裝置的氨逃逸率一般有以下幾個意義：
1.控制氨逃逸對鍋爐安全經(jīng)濟運行非常重要，一般要求氨逃逸小于2.5ppm，氨逃逸增加，電廠運行成本將增加。
2.氨氣比較容易和煙氣中的其他物質(zhì)反應(yīng)生成銨鹽——硫酸氫銨(ABS)，ABS在低溫時會吸收煙氣中的水分，形成腐蝕性的粘稠物體，堵塞催化劑，造成催化劑失活。煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器時在熱交換表面形成ABS，并產(chǎn)生沉積，降低空氣預(yù)熱器的效率。
3.注入過量的氨不僅會增加腐蝕，縮短SCR催化劑壽命，還會污染煙塵，增加空氣預(yù)熱器中銨鹽的沉積，增加向大氣的氨排放。
2. 在線儀器分析法
脫硝氨逃逸濃度的量級一般都是幾個ppm，對其準(zhǔn)確測量比較困難。目前國內(nèi)外用于煙氣脫硝系統(tǒng)氨逃逸在線監(jiān)測的方法主要有以下幾種,優(yōu)缺點如下：
3. 天瑞儀器氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)
激光在線氣體分析儀（氨氣）GALAS 6T-P2000選取以基于可調(diào)諧二極管（TDLAS）激光吸收光譜技術(shù)的激光在線氣體分析儀采用原位探桿式激光分析法，測量氨逃逸量。
GALAS 6T-P2000具有特有的滲透管，防高粉塵，克服原位式激光分析法易受到煙氣含塵量的影響；采用特有的探桿式采樣探頭，替代原始的對射式測量方式，成功規(guī)避儀器發(fā)射與接收探頭多數(shù)不能水平或垂直對穿煙道進行安裝的問題；探桿由特質(zhì)不銹鋼材料制成，可耐400℃高溫。
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圖2 GALAS 6T-P2000實物圖
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圖3 激光在線氣體分析儀（氨氣）安裝示意圖
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測量原理：
GALAS 6T-P2000激光氣體分析儀采用二極管激光吸收光譜技術(shù)，TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)是可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)的簡稱，由于該二極管采用半導(dǎo)體材料制成，通常又稱為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)。TDLAS是通過分析光通過氣體時的選擇吸收來測得氣體濃度。大多數(shù)氣體只吸收特定波長的光。激光的發(fā)射波長隨二極管溫度和電流的變化而改變，激光二極管安裝了半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器使得發(fā)射波長穩(wěn)定。
頻率(紅色：被測氣體 綠色：其他氣體)
圖 4 “單線光譜”測量原理圖
TDLAS作為一種分析氣體的新技術(shù)，由于半導(dǎo)體激光光譜寬度遠小于氣體吸收譜線的寬度，因此TDLAS是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。與紅外的氣體分析儀相比，激光不受H2O、CO2及粉塵的影響，測量更準(zhǔn)確，分辨率更高，壽命更長。
性能優(yōu)勢：
GALAS 6T-P2000激光氣體分析儀由于采用了激光半導(dǎo)體二極管吸收光譜（TDLAS）技術(shù)，從根本上解決了采樣預(yù)處理帶來的諸如響應(yīng)滯后、維護頻繁、易堵易漏、易損件和運行費用高等各種問題，并具有如下特點：
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采用分布式微處理技術(shù)，分析速度快；
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一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；
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智能化程度高，操作、維護方便；
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獨特的光路設(shè)計，能有效的消除現(xiàn)場震動對光路的影響；
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光強補償算法，保證儀器在高粉塵、高顆粒物的工況條件下仍能準(zhǔn)確分析儀器；
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無氣體交叉干擾，特定組分的氣體只在特定波長下存在吸收譜，具有較強的氣體選擇性；
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溫度、壓力補償，外部溫度、壓力輸入或內(nèi)置溫度、壓力傳感器，結(jié)合優(yōu)化的補償算法，提高測量的準(zhǔn)確性；
技術(shù)指標(biāo)：
該監(jiān)測系統(tǒng)具有檢測下限低、測量結(jié)果準(zhǔn)確、校準(zhǔn)方便、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、無運動部件等顯著特點，方便耐用且易于安裝，廣泛適用于眾多環(huán)保企業(yè)及工業(yè)過程氣體排放氨逃逸在線監(jiān)測場合。
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