专利名称：微量氨浓度测量装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微量氨浓度测量装置及其应用，尤其适用于环保领域中测量燃煤锅炉中烟气经氨法脱硫或者脱硝处理后的微量氨逃逸量的微量氨浓度测量装置及其应用。
背景技术：
我国是以煤炭为主要能源供应的少数国家之一，燃煤过程中产生的S02、NOx等大气污染物质成为�：ξ夜笃肪车闹饕廴驹础Ｎ私档蛃o2、NOx&排放量，国内外涌现了多种脱硫脱硝技术，其中以NH3基(如氨、尿素)为脱除剂的方法在脱硫、脱硝中均有很好的工程应用，比如氨法烟气脱硫技术、以氨作还原剂的选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术。氨法烟气脱硫技术，是以氨(废氨水、液氨、碳铵或氨水等)为原料，回收烟气中的SO2,生产高价值的化肥。但是该工艺存在两个主要问题一是从氨水中挥发出来的氨气会随着烟气逃逸；二是氨法烟气脱硫过程易产生大量的气溶胶颗粒，气溶胶微粒主要由氨水挥发的气态NH3与烟气中的SO2发生气相反应生成，含(NH4) 2S03、NH4HS03、(NH4)2S2O5和 (NH4)2SO3* H2O等组分，其中(NH4)2SO3占主要部分。这些气溶胶依靠常规的喷淋和除雾是难以去除的，会随着烟气排到大气中去。SCR和SNCR烟气脱硝技术的原理是一样的，即通过注入氨与烟气中的氮氧化物发生反应，产生水和队，注入的氨可以是直接以NH3的形式，也可以是先通过尿素分解释放得到NH3进而注入的形式。注入氨量过少，就会使还原转化效率降低，注入过量则不但不能减少NOx排放，反而因为过量的氨导致NH3逃逸出反应区。逃逸的NH3会和烟气中的硫酸盐发生反应生成硫酸铵盐，其中主要是重硫酸铵盐。铵盐会在锅炉尾部烟道下游固体部件表面上沉淀，例如沉淀在空气预热器风扇上面，会造成严重的腐蚀，并带来昂贵的维护费用。在氨法烟气脱硫和脱硝工程中，由于氨逃逸既造成了原料的损失，又带来了大气二次污染。因此，在满足脱除效果的情况下必须严格控制氨逃逸量，需要实时对该参数进行监测。净化工艺出口烟气中含有的NH3逃逸量是重要的性能考核指标，在上述工艺中一般要求氨逃逸量小于3. Oppmv (干基，6%02)。NH3化学活性高，在样气输送过程中极易被“污染”，而且某些原理的分析仪并不能直接测量其浓度，需借助于转换器，经过复杂的变换过程才可分析。一旦转换存在偏差，测量结果必将受到影响，分析精度无法得到保障，尤其微量氨逃逸量检测难度更大。目前工程中测量氨浓度通常采用激光二极管气体分析仪，其直接监测工艺生产中的气体，以半导体激光器作为光源，并采用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)对信号进行调制。TDLAS 技术将激光源所发光的波长调制等于混合气体中NH3的特定吸收波长，当光透过后会产生吸收，依据比尔兰姆波特定律分析接收信号就可得到NH3的浓度。但是在实际工程应用中， 由于逃逸氨的浓度过低，产生的信号非常微弱；并且由于燃煤锅炉烟气中含有粉尘，并存在动态变化，粉尘对激光分析仪有遮挡会影响信号强度，甚至完全阻挡激光传输与接收，而且其动态变化会造成信号不稳定，不利于信号的检测。因此氨逃逸量往往测量不准确，而且激光气体分析仪只能测游离氨，无法测出铵盐中那部分NH3含量，对于氨法脱硫工艺，该参数即使测量准确也不能完全反应真实的氨逃逸量。
发明内容
发明目的
为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种精准可靠的测量微量氨浓度的方法，氨逃逸的测量范围可以包括游离氨和铵盐。由于在上述工艺处理后的烟气中，NOx含量远大于逃逸氨的浓度，并且如果NOx和NH3发生反应，二者的反应摩尔比是1 :1。因此，在给予合适的反应条件下，使得烟气中的逃逸氨全部以气态NH3存在，并进而全部与烟气中的 NOx发生反应，这样通过测量反应前后的NOx浓度变化就可以间接得出烟气中的氨浓度。由于NOx的浓度范围一般在100 200ppm，因此无论采用化学法还是光学法测量NOx的浓度都能得到很高的精度，进而也能够保证逃逸氨的测量精度。技术方案
一种微量氨浓度测量装置，包括取样探头、伴热取样管、标气瓶、抽气泵、预处理�？�、 O2分析仪、NOx分析仪、数据采集分析系统，其特征在于
所述的取样探头分别与抽气泵的进气口管道连接、标气瓶通过管道连接；抽气泵的出气口分别与A分析仪进气口、预处理�？榻诠艿懒覣2分析仪出气口分别与NOx分析仪进气口管道连接；02分析仪与数据采集分析系统信号连接；预处理�？槌銎谟隢Ox分析仪进气口管道连接；NOx分析仪与数据采集分析系统信号连接；其中所述的管道连接为伴热取样管；所述的预处理�？榘ǖ缂尤绕骱痛呋�。所述的预处理�？楹械牡缂尤绕髟诖庋唐露鹊陀�250°C，将待测烟气加热到25(T420°C ；当在待测烟气温度高于250°C时，所述电加热器则不工作。预处理�？楹械拇呋廖猇205-W03/Ti02,其适用温度为25(T420°C，催化剂对于反应物为过量。一种微量氨浓度测量装置的应用，其特征在于取样探头在抽气泵的作用下从烟道内采集样气，并在取样处滤除颗粒物；整个取样管路采用伴热，以保证采样过程中不发生 ^13损失；抽气泵的出口样气分为两路，一路直接进入O2分析仪和NOx*析仪，另外一路经过预处理模块处理后再进入NOx分析仪；最后从&分析仪、NOx分析仪输出的三路信号均输入数据采集分析系统，处理后输出数据；标气瓶内装有用于校准测量系统的标气；
所述A分析仪根据燃料池的工作原理测量净烟气中A浓度
1 ，
权利要求
1.一种微量氨浓度测量装置，包括取样探头、伴热取样管、标气瓶、抽气泵、预处理�？椤2分析仪、NOx分析仪、数据采集分析系统，其特征在于所述的取样探头分别与抽气泵的进气口管道连接、标气瓶通过管道连接；抽气泵的出气口分别与A分析仪进气口、预处理�？榻诠艿懒覣2分析仪出气口分别与NOx分析仪进气口管道连接；02分析仪与数据采集分析系统信号连接；预处理�？槌銎谟隢Ox分析仪进气口管道连接；NOx分析仪与数据采集分析系统信号连接；其中所述的管道连接为伴热取样管；所述的预处理�？榘ǖ缂尤绕骱痛呋�。
2.根据权利要求1所述的微量氨浓度测量装置，其特征在于所述的预处理�？楹械牡缂尤绕髟诖庋唐露鹊陀�250°C，将待测烟气加热到25(T420°C ；当在待测烟气温度高于250°C时，所述电加热器则不工作。
3.根据权利要求1所述的微量氨浓度测量装置，其特征在于预处理�？楹械拇呋廖猇2O5-WOZTiO2,其适用温度为25(T420°C，催化剂对于反应物为过量。
4.根据权利要求1所述一种微量氨浓度测量装置的应用，其特征在于取样探头在抽气泵的作用下从烟道内采集样气，并在取样处滤除颗粒物；整个取样管路采用伴热，以保证采样过程中不发生NH3损失；抽气泵的出口样气分为两路，一路直接进入&分析仪和NOx分析仪，另外一路经过预处理�？榇砗笤俳隢Ox分析仪；最后从&分析仪、NOx分析仪输出的三路信号均输入数据采集分析系统，处理后输出数据；标气瓶内装有用于校准测量系统的标气；所述A分析仪根据燃料池的工作原理测量净烟气中O2浓度， 测量范围为(Γ25% ；所述NOx分析仪采用直接抽取式采样方法，非分散红外分析分别测量预处理前后净烟气中的NOx浓度吣、吣，测量范围为(T500ppm ；数据采集分析系统根据输入的1 、�^、CW信号，按如下关系式，计算并输出净烟气中NH3的浓度信号其中为净烟气中的氨浓度，PPmvd6%02 .Xfh为净烟气中的O2浓度，％ 为净烟气中的NOx浓度，PPm ； C臓为经预处理后净烟气中的NOx浓度，PRii。
全文摘要
本发明公开了一种微量氨浓度测量装置及其应用。取样探头以等速湿式取样方式，抽气泵作用下抽取烟道中微小部分的待测氨含量烟气；抽取的待测烟气其中一部分直接进入O2分析仪和NOX分析仪测量O2、NOX浓度，另一部分先经过包含电加热器和催化剂的预处理�？椋庋唐械娜课⒘堪庇隢OX反应转化为N2后，再进入NOX分析仪测量NOX浓度；数据采集分析系统根据输入的O2浓度信号和预处理前后的NOX浓度信号，转换并输出为烟气中NH3的浓度信号。本发明通过测量烟气中与全部微量逃逸NH3反应前后的NOX浓度变化来换算得到氨浓度，由于增大了测量的标本量，所以提高了测量精度，并可测量包括铵盐在内的总氨含量。
文档编号G01N33/00GK102183616SQ20111005517
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者卢作基, 秦翠娟, 陈茂兵, 黄丽娜 申请人:中环(中国)工程有限公司
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