氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)分析技術原理

在工業(yè)氣體排放處理中，有一個概念叫“氨逃逸”：鍋爐燃燒煙氣而產生的氮氧化物會引起酸雨、光化學煙霧和霧霾等污染問題，因此需要對煙氣進行脫硝處理。當前，各大火電廠主要通過讓氨和催化劑與氮氧化物反應來實現(xiàn)脫硝。然而在實際操作中，為達到環(huán)保要求往往會使用過量的氨，這就造成在脫硝過程中未參與反應的氨也會隨著煙氣進入下游設備，這就是氨逃逸。

據(jù)悉，在氨逃逸監(jiān)測上，大多數(shù)火電廠采用的是近紅外激光分析設備，這種技術對于結構穩(wěn)定性要求高，在高溫高濕高粉塵的環(huán)境下，企業(yè)無法準確測量氨逃逸在各脫硝出口的分布情況，且維護量巨大，不能長期運行。如何確保可靠、準確地監(jiān)測氨逃逸量，一直以來都是火電廠的一大痛點。

原位式激光氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)分析方法原理是應用可調二極管激光吸收光譜 (TDLAS) 技術。該技術是利用激光單色性對特定氣體吸收特性來對煙氣成分中的氨氣進行測定。該方法的選擇性與靈敏度極高。具體應用到電廠氨逃逸檢測是在SCR系統(tǒng)出口煙道的對側或者對角安裝激光發(fā)射端和激光接收端, 激光發(fā)射端發(fā)射出特定波長的激光, 煙氣中的NH3吸收此特定波長激光形成吸收光譜, 吸收光譜信息在激光接收端被捕捉, 通過對吸收光譜的分析得出煙氣中NH3濃度。但是在電廠實際應用過程中, 該方法卻有局限性。
第一, SCR系統(tǒng)一般安裝在鍋爐省煤器與空氣預熱器之間 (即除塵器之前) , 煙氣含塵量很高, 大量灰塵會嚴重影響激光投射光程, 造成分析精度的下降, 同時大量高速飛灰嚴重磨損激光探頭, 容易造成檢測系統(tǒng)損壞與失效。
第二, 激光發(fā)射端與激光接收端要求中心嚴格完全對稱。但在煙道實際安裝過程中很難保證, 且鍋爐在運行過程中, 風機運行產生震動造成發(fā)射探頭與接受探頭相互錯位, 嚴重影響吸收光譜信息的捕捉;第三, 隨著鍋爐負荷變化, 煙氣溫度也有較大波動, 造成分析檢測環(huán)境變化, 也會影響分析準確度。