本文簡要介紹了(le)流(liu)程工(gong)業燃煤鍋爐、工(gong)業窯爐的煙氣(qi)(qi)脫(tuo)硝(xiao)工(gong)藝及脫(tuo)硝(xiao)微量氨(an)逃(tao)逸監(jian)測(ce)應用的主要技術；分別對原(yuan)位法激光氣(qi)(qi)體分析(xi)(xi)、抽取(qu)(qu)熱濕法激光氣(qi)(qi)體分析(xi)(xi)、間接法催化(hua)(hua)劑還原(yuan)-化(hua)(hua)學發光分析(xi)(xi)、抽取(qu)(qu)熱濕法傅里葉變換紅外光譜分析(xi)(xi)等微量氨(an)逃(tao)逸監(jian)測(ce)技術的應用進行(xing)了(le)分析(xi)(xi)探(tan)討。

流(liu)程(cheng)工(gong)(gong)(gong)業(ye)是(shi)節(jie)能減排(pai)的(de)重(zhong)點領域，特別是(shi)電力、鋼鐵(tie)、水泥、建材，以及(ji)石油化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)的(de)燃煤鍋(guo)爐、工(gong)(gong)(gong)業(ye)爐窯等(deng)固定污染源煙(yan)氣(qi)排(pai)放(fang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)硫、氮氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)是(shi)重(zhong)點控制(zhi)(zhi)對象(xiang)。燃煤鍋(guo)爐及(ji)工(gong)(gong)(gong)業(ye)爐窯煙(yan)氣(qi)的(de)脫硝工(gong)(gong)(gong)藝大多采用(yong)選擇性(xing)催化(hua)(hua)還(huan)原法(fa)（SCR），以及(ji)非選擇性(xing)催化(hua)(hua)還(huan)原法(fa)（SNCR）等(deng)，脫硝工(gong)(gong)(gong)藝采用(yong)NHX基還(huan)原劑(ji)，如氨(an)、尿素(su)；在催化(hua)(hua)劑(ji)作用(yong)下氨(an)和氮氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)反應生成(cheng)氮和水。因此，脫硝反應過程(cheng)中，要嚴格控制(zhi)(zhi)加氨(an)量(liang)和監測煙(yan)氣(qi)中微量(liang)的(de)逃逸氨(an)。

煙氣脫硝微量氨逃逸監測技術

選擇性催化還原法（SCR）

SCR法是在(zai)(zai)固體催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)存在(zai)(zai)下，利用(yong)各種還原氣體和NOX反應(ying)使之轉(zhuan)化(hua)(hua)為(wei)N2的方法，以(yi)NH3作還原劑(ji)(ji)(ji)時，金屬氧化(hua)(hua)物（如：V2O5/MnO2等）是最常(chang)用(yong)的SCR工(gong)業催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。

該技術具有(you)脫氮效率(lv)高(gao)（標(biao)準規定不低(di)于80%，實際可(ke)達90%以上）、反應(ying)溫度較低(di)（573~753K）、催化劑(ji)不含貴金(jin)屬、壽(shou)命長等優點，是目前被認為是最(zui)好的(de)固定污(wu)染源煙(yan)氣脫硝技術，并已在(zai)燃(ran)煤(mei)電廠(chang)煙(yan)氣脫硝得到廣泛應(ying)用。SCR的(de)基本(ben)反應(ying)過程是：

4NO+4 NH3+ O2 =4N2+6 H2O

2NO2+4NH3=3N2+6H2O

SCR可能存(cun)在的問題(ti)如下：

氨(an)泄漏，未反應的氨(an)排出系統，造成二次污(wu)染(ran)。HJ562-2010《火電廠煙(yan)氣(qi)脫硝工(gong)程技(ji)術規范-選擇性催(cui)化還原法》標準規定：SCR法的氨(an)逃逸量應控(kong)制在2.5mg/m3。

當燃用高硫(liu)煤(mei)時，煙氣中(zhong)(zhong)部(bu)分SO2將被氧化(hua)成(cheng)(cheng)SO3。標準規定SO2 /SO3的轉(zhuan)化(hua)率不大于(yu)1%。轉(zhuan)化(hua)的SO3以及煙氣中(zhong)(zhong)原(yuan)有的SO3會與煙氣中(zhong)(zhong)的NH3進一(yi)步反應(ying)生成(cheng)(cheng)氨鹽（NH4HSO3）從而造(zao)成(cheng)(cheng)催(cui)化(hua)劑(ji)中(zhong)(zhong)毒或管路堵塞等。另(ling)外過量NH3可能(neng)和O2反應(ying)生成(cheng)(cheng)N2O。

非催化還原法（SNCR）

SNCR法(fa)是把含有NHX基(ji)的還原劑，噴入(ru)爐(lu)膛(tang)溫度為(wei)800~1000℃區域，該還原劑迅(xun)速(su)熱分(fen)解為(wei)NH3，并(bing)與NOX進(jin)行SNCR反(fan)應生成N2和H2O。

氨或尿(niao)素與NO的反應如(ru)下：

2NO+2NH3+1/2O2=2N2+3H2O

2NO+2CO（NH2）2+1/2O2=2N2+ CO2+2H2O

該法(fa)受溫(wen)度及NH3停留時間(jian)的(de)影(ying)響(xiang)較大，氨液消耗量(liang)大于SCR，氨的(de)泄漏(lou)量(liang)大、脫(tuo)氮效(xiao)率(lv)不(bu)高(gao)，只適用于要求不(bu)高(gao)于40%的(de)場合；目前SNCR法(fa)在國內的(de)水泥(ni)、冶金、化工(gong)等行業(ye)的(de)工(gong)業(ye)爐窯煙氣(qi)脫(tuo)硝(xiao)工(gong)藝中應用較多(duo)。SNCR不(bu)需(xu)要催化劑，設備改(gai)造少，投資較SCR小，但是氨逃逸量(liang)較大。HJ563-2010《火電廠煙氣(qi)脫(tuo)硝(xiao)工(gong)程技(ji)術規(gui)范-選擇性非催化還原(yuan)法(fa)》規(gui)定(ding)SNCR法(fa)的(de)氨逃逸量(liang)應控制在8mg/m3。

SNCR氨逃逸產生(sheng)的(de)(de)主要原因(yin)：一是由于(yu)噴(pen)入點(dian)的(de)(de)煙氣(qi)溫度偏低，影(ying)響氨與(yu)NOX的(de)(de)還(huan)原反應(ying)；另一原因(yin)是由于(yu)噴(pen)入的(de)(de)還(huan)原劑過量或還(huan)原劑分布不均勻(yun)。

微量逃逸氨在線監測的重要性

煙(yan)(yan)氣脫硝過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)，氨(an)的(de)(de)注入量既要保證(zheng)有(you)足夠(gou)的(de)(de)NH3與NOX反應(ying)，以(yi)降(jiang)低(di)NOX的(de)(de)排放量，又要避免(mian)向煙(yan)(yan)氣中(zhong)注入過(guo)(guo)(guo)量的(de)(de)NH3；注入過(guo)(guo)(guo)量的(de)(de)氨(an)，不僅會(hui)增加設備(bei)的(de)(de)腐蝕，還生成銨鹽(yan)。煙(yan)(yan)氣中(zhong)的(de)(de)NH3、H2O和(he)SO3的(de)(de)反應(ying)生成銨鹽(yan)——硫酸(suan)氫胺（ABS），并易在(zai)(zai)(zai)(zai)設備(bei)表(biao)面形成液(ye)態懸浮顆粒。ABS在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)降(jiang)低(di)時(shi)，會(hui)吸收煙(yan)(yan)氣中(zhong)的(de)(de)水分(fen)，形成腐蝕性(xing)溶液(ye)；在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)較低(di)的(de)(de)催化劑表(biao)面，煙(yan)(yan)氣中(zhong)ABS會(hui)堵塞催化劑，造成催化劑失活，增加反應(ying)器的(de)(de)壓損(sun)。在(zai)(zai)(zai)(zai)經過(guo)(guo)(guo)后續設備(bei)時(shi)，會(hui)在(zai)(zai)(zai)(zai)溫度(du)較低(di)的(de)(de)空(kong)氣預熱器熱交換表(biao)面產生沉積(ji)，增大(da)壓降(jiang)，降(jiang)低(di)空(kong)氣預熱器的(de)(de)效(xiao)率，對(dui)后續設備(bei)也會(hui)產生堵塞及腐蝕。根據有(you)關報告，SCR脫硝反應(ying)器出口煙(yan)(yan)氣的(de)(de)微量氨(an)逃逸控(kong)制在(zai)(zai)(zai)(zai)2~3×10-6，可延(yan)長空(kong)氣預熱器的(de)(de)檢(jian)修周(zhou)期。

監測脫硝反應(ying)器出口煙氣(qi)的微量氨(an)逃逸，存在(zai)高(gao)溫（300~400℃）、高(gao)濕(水汽達飽和(he))、高(gao)粉塵（20~40g/nm3）、ABS易結晶(jing)和(he)安裝環境條(tiao)件(jian)惡劣等問(wen)題(ti)，使(shi)監測微量逃逸氨(an)難度增大。

原位激光法檢測技術

基本測量原理

可調諧激(ji)光光譜(pu)分(fen)析（TDLAS）采用(yong)“單線吸收光譜(pu)技術(shu)”。

TDLAS是基于氣(qi)(qi)體的(de)特征吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)譜(pu)來測(ce)定氣(qi)(qi)體成(cheng)份濃(nong)度(du)。通過選(xuan)擇激(ji)光(guang)(guang)波長(chang)接近于待測(ce)成(cheng)份的(de)某吸(xi)收(shou)(shou)譜(pu)線(xian)，可調諧激(ji)光(guang)(guang)二(er)極管(guan)采(cai)取改變激(ji)勵電流或溫度(du)，使激(ji)光(guang)(guang)波長(chang)被(bei)調諧實現(xian)涵(han)(han)蓋(gai)所選(xuan)的(de)波長(chang)范圍，包涵(han)(han)吸(xi)收(shou)(shou)譜(pu)線(xian)。當激(ji)光(guang)(guang)波長(chang)等于被(bei)測(ce)氣(qi)(qi)體的(de)特征吸(xi)收(shou)(shou)波長(chang)，激(ji)光(guang)(guang)將被(bei)吸(xi)收(shou)(shou)，將激(ji)光(guang)(guang)吸(xi)收(shou)(shou)的(de)測(ce)量信(xin)號與(yu)處(chu)理單(dan)元參比信(xin)號相比，即可得到待測(ce)氣(qi)(qi)體成(cheng)份濃(nong)度(du)。

激(ji)光分析微量氨(an)是基于近紅外波段(duan)NH3的特征吸(xi)收光譜來測(ce)定氨(an)。近紅外波段(duan)NH3及H2O的吸(xi)收光譜。

技術分類

TDLAS測(ce)量技術(shu)根據吸收(shou)信號檢測(ce)技術(shu)不同分(fen)為(wei)：調(diao)制光譜-諧波分(fen)量（二次諧波）檢測(ce)技術(shu)和基于直接吸收(shou)檢測(ce)技術(shu)。

a）調(diao)制光譜-諧(xie)波(bo)分量(liang)（二次諧(xie)波(bo)）檢(jian)測技(ji)(ji)術(shu)是(shi)廣泛(fan)應(ying)用的(de)(de)可以獲得高檢(jian)測靈(ling)敏(min)度(du)的(de)(de)TDLAS技(ji)(ji)術(shu)，如西(xi)門子、ABB、SICK、NEC及國內聚光科技(ji)(ji)等公司的(de)(de)激光氣體分析儀(yi)均(jun)采用該技(ji)(ji)術(shu)。

b）直接(jie)吸(xi)收(shou)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)技(ji)術(shu)是采用(yong)(yong)直接(jie)的高頻電流信號產生高頻掃描光(guang)(guang)譜(pu)，通過接(jie)受檢(jian)測(ce)(ce)(ce)吸(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)信號，獲得氣體濃度值，無需外部(bu)頻率調(diao)制，沒有諧(xie)波(bo)分(fen)(fen)(fen)量的相位問題。如：日本橫(heng)河、加拿大優勝光(guang)(guang)分(fen)(fen)(fen)等，橫(heng)河采用(yong)(yong)峰(feng)面積積分(fen)(fen)(fen)法測(ce)(ce)(ce)量，不(bu)(bu)受其他氣體干擾影響；不(bu)(bu)少激光(guang)(guang)分(fen)(fen)(fen)析儀(yi)采用(yong)(yong)標準氣體“鎖峰(feng)技(ji)術(shu)”，能(neng)實現長期(qi)穩定測(ce)(ce)(ce)量。

TDLAS技術(shu)按照(zhao)取(qu)樣方式不(bu)同可(ke)分為(wei)原位安裝(zhuang)式、抽(chou)取(qu)式，原位安裝(zhuang)按照(zhao)安裝(zhuang)方式不(bu)同又分為(wei)：對射安裝(zhuang)和單邊安裝(zhuang)式。基本有(you)以下(xia)類型(xing)：

a）煙(yan)道兩側對裝的(de)非光(guang)纖傳(chuan)(chuan)輸型(xing)， 激光(guang)分(fen)析儀(yi)的(de)發(fa)射(she)(she)(she)與接(jie)收頭(tou)分(fen)別安(an)裝在煙(yan)道兩側，可調諧激光(guang)二極管直(zhi)接(jie)安(an)裝在發(fa)射(she)(she)(she)頭(tou)。不采用光(guang)纖傳(chuan)(chuan)輸信號，直(zhi)接(jie)測(ce)(ce)量分(fen)析，該儀(yi)器(qi)(qi)一(yi)套發(fa)射(she)(she)(she)/接(jie)收探(tan)頭(tou)只能分(fen)析一(yi)種組分(fen)，一(yi)個(ge)測(ce)(ce)量煙(yan)道須(xu)安(an)裝一(yi)套發(fa)射(she)(she)(she)、接(jie)受器(qi)(qi)及控制器(qi)(qi)；可實現在智能化探(tan)頭(tou)上直(zhi)接(jie)顯示測(ce)(ce)量結果(guo)，無需控制器(qi)(qi)。發(fa)射(she)(she)(she)單元的(de)I/O模塊支(zhi)持測(ce)(ce)量氣體溫(wen)度(du)、壓力測(ce)(ce)量輸出的(de)4~20mA信號，激光(guang)分(fen)析儀(yi)通過實時獲取被測(ce)(ce)氣體的(de)溫(wen)度(du)壓力變化，可進行(xing)高精(jing)度(du)光(guang)譜分(fen)析測(ce)(ce)量。

b）煙道兩側(ce)對裝的光(guang)纖傳輸型，如：西門子LDS6激光(guang)氣體(ti)分(fen)析(xi)儀。加(jia)拿大Unisearch的LasIR R系列激光(guang)氣體(ti)分(fen)析(xi)儀。

LDS6激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)氣(qi)體分析儀的可(ke)調(diao)諧(xie)(xie)二極(ji)管激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)，內(nei)置在分析儀的控(kong)(kong)制器(qi)(qi)內(nei)，通過(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)傳送到(dao)發(fa)射(she)頭(tou)發(fa)出激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束，接收信號由光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)再送到(dao)控(kong)(kong)制器(qi)(qi)。該儀器(qi)(qi)通過(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)技術可(ke)實現(xian)一(yi)個控(kong)(kong)制器(qi)(qi)帶3個測(ce)量探(tan)頭(tou)。系統主要(yao)包括(kuo)中(zhong)央(yang)處(chu)(chu)理單元(yuan)；激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)發(fa)射(she)和接收探(tan)頭(tou)；復合光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)與(yu)回路光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)等。中(zhong)央(yang)處(chu)(chu)理單元(yuan)包括(kuo)操(cao)作控(kong)(kong)制面板、顯示、處(chu)(chu)理器(qi)(qi)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)等，處(chu)(chu)理器(qi)(qi)最多(duo)(duo)可(ke)控(kong)(kong)制三個采(cai)樣點。可(ke)調(diao)諧(xie)(xie)二極(ji)管為激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)，安裝在中(zhong)央(yang)處(chu)(chu)理器(qi)(qi)機柜內(nei)，通過(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)傳輸到(dao)各發(fa)射(she)探(tan)頭(tou)，實現(xian)多(duo)(duo)點檢測(ce)。

加拿大優勝(sheng)光(guang)分的(de)(de)(de)LasIR R系列(lie)激(ji)光(guang)氣(qi)體分析儀(yi)系統(tong)，采用高功率的(de)(de)(de)可(ke)調(diao)(diao)諧激(ji)光(guang)器，獨特的(de)(de)(de)光(guang)學設計，測量光(guang)束的(de)(de)(de)發射光(guang)斑可(ke)調(diao)(diao)，使(shi)入射到對面檢(jian)測端的(de)(de)(de)光(guang)斑大于檢(jian)測器的(de)(de)(de)接受窗口；較(jiao)好解決了原位激(ji)光(guang)法存(cun)在高粉塵(chen)、煙道(dao)變形及振動的(de)(de)(de)影響，具有較(jiao)強的(de)(de)(de)抗顆粒物、液滴(di)影響和抗振動漂移能(neng)力。

c）煙(yan)(yan)(yan)道(dao)單側(ce)(ce)安(an)裝(zhuang)的原(yuan)位激光(guang)(guang)分(fen)析(xi),如Sick Maihak 的GM700激光(guang)(guang)氣(qi)(qi)體(ti)分(fen)析(xi)儀，參見圖6。激光(guang)(guang)分(fen)析(xi)儀的發射與接收器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)煙(yan)(yan)(yan)道(dao)單側(ce)(ce)，探(tan)(tan)頭伸(shen)入煙(yan)(yan)(yan)道(dao)內，探(tan)(tan)頭一(yi)段作為被測(ce)氣(qi)(qi)體(ti)擴散氣(qi)(qi)室，探(tan)(tan)頭未端(duan)有(you)反射鏡將吸收光(guang)(guang)強(qiang)信號送到(dao)接收器(qi)；可(ke)采用滲(shen)透保護管，用于通入標氣(qi)(qi)校正。Sick Maihak GM700激光(guang)(guang)氣(qi)(qi)體(ti)分(fen)析(xi)系統具有(you)單側(ce)(ce)安(an)裝(zhuang)和跨煙(yan)(yan)(yan)道(dao)雙側(ce)(ce)安(an)裝(zhuang)等(deng)型式。

技術分析

采(cai)用(yong)原位激光(guang)法氣體分(fen)析(xi)微(wei)量(liang)(liang)(liang)氨(an)的(de)(de)顯著優點(dian)是(shi)無需采(cai)樣處理，通過原位法直(zhi)接測(ce)量(liang)(liang)(liang)微(wei)量(liang)(liang)(liang)氨(an)，沒有樣品取(qu)樣、處理及傳輸可能(neng)帶來對微(wei)量(liang)(liang)(liang)氨(an)測(ce)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)影響，也不存在轉(zhuan)換器的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)率問(wen)題。采(cai)用(yong)原位激光(guang)分(fen)析(xi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)微(wei)量(liang)(liang)(liang)氨(an)，激光(guang)穿過煙道測(ce)量(liang)(liang)(liang)分(fen)析(xi)，是(shi)線測(ce)量(liang)(liang)(liang)；抽取(qu)式(shi)取(qu)樣分(fen)析(xi)是(shi)點(dian)測(ce)量(liang)(liang)(liang)；線測(ce)量(liang)(liang)(liang)更具(ju)有代(dai)表性，更能(neng)反應煙氣中NH3濃(nong)度的(de)(de)真實性。

原位激(ji)光(guang)(guang)法氣體(ti)分析儀，在(zai)現(xian)場應用中存在(zai)的(de)(de)主要問題(ti)是：儀器(qi)(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)SCR出(chu)口，SCR處于鍋爐省煤器(qi)(qi)出(chu)口的(de)(de)高(gao)塵(chen)段，大多直接安(an)裝(zhuang)在(zai)測(ce)(ce)量點附近(jin)高(gao)達數十(shi)米的(de)(de)鋼(gang)質平(ping)臺(tai)上；儀器(qi)(qi)的(de)(de)發射、接受(shou)探頭直接安(an)裝(zhuang)在(zai)煙(yan)道(dao)壁上，易(yi)受(shou)到鋼(gang)制煙(yan)道(dao)壁的(de)(de)振動，或(huo)鋼(gang)制煙(yan)道(dao)受(shou)溫度變化發生應變等環境因素(su)的(de)(de)影(ying)響；安(an)裝(zhuang)管道(dao)振動或(huo)位移會對(dui)激(ji)光(guang)(guang)測(ce)(ce)量的(de)(de)透(tou)射光(guang)(guang)斑(ban)產(chan)生位移，影(ying)響激(ji)光(guang)(guang)透(tou)射光(guang)(guang)到接收探頭光(guang)(guang)電池(chi)的(de)(de)信(xin)號，從而產(chan)生測(ce)(ce)量不(bu)穩定或(huo)不(bu)應有的(de)(de)漂移，影(ying)響測(ce)(ce)量結果準(zhun)確性，嚴重時儀器(qi)(qi)將不(bu)能正常工作。

并(bing)非所(suo)有(you)原(yuan)位(wei)激光(guang)分析在(zai) 現場應用檢測微量逃逸(yi)氨(an)都(dou)可能存在(zai)測量不準的問題，例如：加拿大(da)優勝光(guang)分LASIR原(yuan)位(wei)激光(guang)分析儀，采用高(gao)質量大(da)功率激光(guang)器(qi)，其(qi)(qi)輸出功率20mw（其(qi)(qi)他儀器(qi)激光(guang)器(qi)僅幾兆(zhao)瓦(wa)），及獨特的光(guang)學設計，使該儀器(qi)在(zai)高(gao)粉(fen)塵50g/nm3左(zuo)右，光(guang)程6m左(zuo)右及煙道有(you)振動或變(bian)形等惡(e)劣工況下，都(dou)能準確測量逃逸(yi)氨(an)。

抽取熱濕法激光檢測技術

抽取(qu)熱濕法(fa)激(ji)光測量逃逸氨，通過高(gao)(gao)溫取(qu)樣處里、高(gao)(gao)溫測量氣室等，克服原位激(ji)光法(fa)存在(zai)的高(gao)(gao)粉(fen)塵、高(gao)(gao)水分、煙(yan)道振動變形及光能量不足等問(wen)題(ti)。該系統的典型部(bu)件如下：

高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)取(qu)樣探(tan)頭(tou)及傳輸管(guan)線，采取(qu)加(jia)熱(re)(re)(re)過濾(lv)的(de)專用高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)取(qu)樣探(tan)頭(tou)及高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)電(dian)加(jia)熱(re)(re)(re)管(guan)線；從取(qu)樣探(tan)頭(tou)到(dao)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)測量(liang)氣(qi)室采取(qu)全程加(jia)熱(re)(re)(re)，并保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)在脫硝煙氣(qi)的(de)露點之上。脫硝測氨(an)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)取(qu)樣探(tan)頭(tou)加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度為(wei)280~300℃，探(tan)頭(tou)取(qu)樣管(guan)采用316L不銹(xiu)鋼(gang)材質，其(qi)探(tan)頭(tou)前置過濾(lv)器采用2μm不銹(xiu)鋼(gang)濾(lv)芯(xin)，探(tan)頭(tou)內部(bu)采用加(jia)熱(re)(re)(re)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)的(de)陶瓷內芯(xin)，煙塵過濾(lv)精度≤2μm。加(jia)熱(re)(re)(re)管(guan)線溫(wen)(wen)(wen)(wen)度為(wei)180℃。測量(liang)全程高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)，可確(que)保(bao)煙氣(qi)微(wei)量(liang)氨(an)準確(que)監測。

高溫測量(liang)池(chi)(chi)，測量(liang)池(chi)(chi)分(fen)為單次反(fan)射池(chi)(chi)或多次反(fan)射式（Herriott檢(jian)測池(chi)(chi)）兩(liang)種。圖5為Unisearch（優勝）R系列激(ji)光氣(qi)體分(fen)析儀(yi)連接(jie)的單次反(fan)射池(chi)(chi)和Herriott式多次反(fan)射池(chi)(chi)。

典型產品

國內(nei)已有多家(jia)公司開發了抽取熱濕法激(ji)光(guang)分(fen)(fen)析(xi)微量(liang)氨(an)系統(tong)，如：杭州聚光(guang)、南京霍普斯等(deng)。以(yi)南京霍普斯的(de)GCC-1000型微量(liang)氨(an)分(fen)(fen)析(xi)系統(tong)為(wei)例，其分(fen)(fen)析(xi)系統(tong)流程圖參見(jian)圖8。

GCC-1000型(xing)抽取熱濕法激光(guang)光(guang)譜分(fen)析逃(tao)逸氨系(xi)統，自行設計的(de)高(gao)溫(wen)取樣處(chu)理系(xi)統及高(gao)溫(wen)測量(liang)氣室，全程保溫(wen)在180℃，檢(jian)測采用ABB的(de)激光(guang)氨表改裝(zhuang)。高(gao)溫(wen)取樣探頭采取反吹，適用于高(gao)粉塵取樣；測量(liang)過(guo)程無(wu)銨鹽結(jie)晶，檢(jian)測靈敏度高(gao)；系(xi)統維(wei)護量(liang)很少，可在線標定。該產品已經在國內成(cheng)功用于燃煤電(dian)廠(chang)煙氣脫(tuo)硝(xiao)微量(liang)逃(tao)逸氨的(de)監測。

注意事項

抽取熱(re)濕法激光(guang)分析(xi)微量(liang)氨的(de)取樣(yang)中，煙氣微量(liang)氨與(yu)取樣(yang)探頭(tou)及管(guan)道、濾(lv)芯材料(liao)等(deng)有可能(neng)會(hui)發生接觸反(fan)應(ying)及吸附，會(hui)影響(xiang)氨檢測的(de)準確性，氨監(jian)測示值可能(neng)偏小，通(tong)常為系統(tong)誤差。美(mei)國熱(re)電17i煙氣化(hua)學發光(guang)分析(xi)測量(liang)微量(liang)氨的(de)采(cai)(cai)樣(yang)探頭(tou)，采(cai)(cai)用鉻鎳鐵(tie)合(he)金（Inconel合(he)金），在高溫320~400℃工作，可有效減少微量(liang)氨的(de)接觸吸附反(fan)應(ying)。

間接催化(hua)(hua)劑(ji)還原-化(hua)(hua)學發光(guang)檢(jian)測技術(shu)

高溫催化轉化探頭-化學發光法

日本(ben)堀(ku)場ENDA-C2000采用間接催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)-化(hua)(hua)(hua)(hua)學發(fa)光(guang)法NH3分析技(ji)術，其原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)是在樣品取樣探頭(tou)上設置催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)通(tong)(tong)道及非(fei)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)通(tong)(tong)道，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)通(tong)(tong)道的(de)反應器(qi)將樣品中(zhong)(zhong)的(de)NH3定(ding)量(liang)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)，再通(tong)(tong)過化(hua)(hua)(hua)(hua)學發(fa)光(guang)法NOX分析儀測定(ding)兩個通(tong)(tong)道的(de)NOX濃(nong)(nong)度差值，即可計算出微量(liang)NH3濃(nong)(nong)度值。其中(zhong)(zhong)非(fei)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)通(tong)(tong)道測量(liang)NOX，還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)通(tong)(tong)道測量(liang)（NOX-NH3）。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學反應與脫(tuo)硝原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)相同：4NO＋4NH3＋O2＝4N2＋6H2。ENDA-C2000帶反吹的(de)加熱取樣探頭(tou)結構參見圖10。

取(qu)樣探頭的(de)前處理(li)裝置，將樣品氣溫度設(she)定在350℃，并采用(yong)(yong)過濾加(jia)反吹系統，有效提高取(qu)樣探頭的(de)耐久性。日(ri)本(ben)堀場ENDA-C2000采用(yong)(yong)交替流動調(diao)(diao)制方式-化學發光法，利用(yong)(yong)非催(cui)化劑通(tong)道和(he)催(cui)化劑通(tong)道的(de)NOx濃度差通(tong)過交替流動調(diao)(diao)制方式，只使用(yong)(yong)一個化學發光分析儀檢測，再通(tong)過計算獲取(qu)NH3濃度。其測量范圍為0~10×10-6 NH3/NOx。

稀釋抽取法加高溫轉化爐轉化-化學發光檢測技術

美國(guo)熱電(dian)的(de)(de)(de)17i化(hua)學(xue)發光(guang)(guang)法分(fen)析(xi)煙(yan)氣微量(liang)(liang)氨(an)是(shi)采(cai)用(yong)稀(xi)釋抽取法加間(jian)接(jie)(jie)催化(hua)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)-化(hua)學(xue)發光(guang)(guang)法測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)；樣品進入(ru)(ru)系統后分(fen)為三路，一路經過750℃的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)爐(lu)，將(jiang)煙(yan)氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)NO2 、NH3都轉(zhuan)(zhuan)化(hua)成(cheng)NO，進入(ru)(ru)分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)(ce)(ce)得(de)總氮（NT）濃(nong)度(du)；一路經過除氨(an)器后，進入(ru)(ru)分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)(ce)(ce)得(de)不(bu)含氨(an)的(de)(de)(de)樣氣，其中(zhong)(zhong)分(fen)一路進入(ru)(ru)325℃的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)爐(lu)，把NO2還原成(cheng)NO，由分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)(ce)(ce)得(de)NOX的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)；另分(fen)一路不(bu)經轉(zhuan)(zhuan)化(hua)爐(lu)，進入(ru)(ru)分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)，測(ce)(ce)(ce)得(de)NO濃(nong)度(du)；最終計算出氨(an)逃逸量(liang)(liang)：NH3=NT-NOX。稀(xi)釋法間(jian)接(jie)(jie)催化(hua)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)-化(hua)學(xue)發光(guang)(guang)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)：采(cai)樣量(liang)(liang)小，僅20~50mL/min，維護量(liang)(liang)小，采(cai)用(yong)17i化(hua)學(xue)發光(guang)(guang)法煙(yan)氣分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)最低檢測(ce)(ce)(ce)限可(ke)達0.1×10-9。

上述測(ce)量(liang)(liang)方(fang)法用于脫硝(xiao)后檢(jian)測(ce)微(wei)(wei)量(liang)(liang)氨(an)的(de)同時，也可檢(jian)測(ce)脫硝(xiao)后的(de)氮氧化物；因此該技術(shu)適用于測(ce)量(liang)(liang)脫硝(xiao)出(chu)口煙氣(qi)的(de)逃(tao)逸氨(an)及NO、NO2 、NOX。采用間接法測(ce)量(liang)(liang)微(wei)(wei)量(liang)(liang)氨(an)，存在NH3的(de)催化還原效率問題，要(yao)求轉化率應≥98%，催化效率降低會影響檢(jian)測(ce)微(wei)(wei)量(liang)(liang)氨(an)的(de)準確性。

傅里葉變換紅外光譜監測技術

傅里葉(xie)變(bian)換紅(hong)外光(guang)譜儀（FT-IR）是一種(zhong)多組(zu)(zu)分(fen)分(fen)析(xi)技術(shu)，采用(yong)抽取熱濕法傅里葉(xie)變(bian)換紅(hong)外光(guang)譜儀（FT-IR）不僅可測(ce)量(liang)微量(liang)NH3，同時還可檢測(ce)脫硝后的NO、NO2，及其他組(zu)(zu)分(fen)：SO2、SO3、HCL、HF、H2O等(deng)。FT-IR由(you)高溫取樣、樣品處(chu)理、傅立葉(xie)變(bian)換紅(hong)外光(guang)譜儀和數據(ju)采集(ji)處(chu)理系統等(deng)部分(fen)組(zu)(zu)成。

取樣(yang)處理(li)，由高(gao)(gao)溫(wen)取樣(yang)探頭、電(dian)加熱樣(yang)品輸送管線及(ji)樣(yang)品處理(li)單元等組成(cheng)。樣(yang)品處理(li)單元包括：高(gao)(gao)溫(wen)泵(beng)、高(gao)(gao)溫(wen)切(qie)換閥、二次(ci)過濾器和(he)流(liu)量計，所(suo)有部件均(jun)安裝在(zai)恒溫(wen)180℃的機箱內。其中，高(gao)(gao)溫(wen)采樣(yang)泵(beng)從煙(yan)道中抽取煙(yan)氣，煙(yan)氣經二次(ci)過濾器再過濾，除(chu)去超細煙(yan)塵，流(liu)量計對煙(yan)氣流(liu)量進行監測。

傅立(li)葉(xie)變(bian)換(huan)紅外光譜儀，主要(yao)由寬帶紅外光源、干涉儀、加熱樣品池、檢(jian)測器和(he)計(ji)算(suan)機控制單元組成。

FT-IR的數(shu)據(ju)采(cai)集處(chu)理(li)系統，包括專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)的光(guang)譜測(ce)量(liang)軟(ruan)件(jian)，是指樣品光(guang)譜的數(shu)據(ju)采(cai)集，并(bing)通過對照專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)軟(ruan)件(jian)的光(guang)譜庫，進行數(shu)據(ju)處(chu)理(li)，提供煙(yan)氣分析(xi)的測(ce)量(liang)結果。脫(tuo)硝(xiao)后(hou)的煙(yan)氣組分中，NO與NO2的比例是隨脫(tuo)硝(xiao)觸媒的工況(kuang)條件(jian)變化，有的甚至高達1:1。因此，采(cai)用(yong)(yong)(yong)FT-IR用(yong)(yong)(yong)于(yu)脫(tuo)硝(xiao)后(hou)煙(yan)氣的全(quan)分析(xi)，不(bu)僅可(ke)以(yi)準確(que)測(ce)量(liang)微(wei)量(liang)氨，還可(ke)以(yi)準確(que)測(ce)定(ding)脫(tuo)硝(xiao)后(hou)煙(yan)氣中NOX的各(ge)個組分。

由于FT-IR價格較貴，目前在脫硝工藝中采用FT-IR技術測量脫硝逃逸氨的應用還很少，大多應用在垃(la)圾焚燒爐煙氣的多組分檢測。

結束語

流(liu)程工業(ye)燃煤鍋爐(lu)、工業(ye)窯爐(lu)等固定污(wu)染(ran)源煙氣脫硝出(chu)口的氨(an)逃逸量監(jian)測，要求抗干擾、檢測靈敏度高(gao)，其主流(liu)監(jian)測方法(fa)是原(yuan)(yuan)位法(fa)激(ji)光(guang)測量法(fa)，或抽取(qu)(qu)熱濕法(fa)激(ji)光(guang)測量法(fa)。在國外，原(yuan)(yuan)位激(ji)光(guang)法(fa)已大(da)量應(ying)用(yong)于(yu)逃逸氨(an)監(jian)測；國內由(you)于(yu)工況(kuang)條件惡劣(lie)，在某些(xie)(xie)現場(chang)原(yuan)(yuan)位法(fa)激(ji)光(guang)測量存(cun)在一些(xie)(xie)難題；因此(ci)，國內抽取(qu)(qu)熱濕法(fa)激(ji)光(guang)測量在逃逸氨(an)監(jian)測中已很快得到推廣應(ying)用(yong)。

氨(an)的(de)監測(ce)可以采用紫外(wai)或紅(hong)外(wai)分(fen)析(xi)法，氨(an)逃逸檢測(ce)中(zhong)，主要考慮因素是(shi)存在(zai)工(gong)況條(tiao)件(jian)惡(e)劣、被(bei)測(ce)組(zu)分(fen)嚴重干擾（如水分(fen)等）、檢測(ce)靈敏度不夠高等問題，不適宜用于(yu)(yu)脫硝(xiao)煙(yan)氣(qi)中(zhong)幾個mg/m3的(de)微(wei)(wei)量(liang)氨(an)監測(ce)；傅里葉變換(huan)紅(hong)外(wai)分(fen)析(xi)法可適用于(yu)(yu)脫硝(xiao)出口煙(yan)氣(qi)的(de)全(quan)組(zu)份（包含：NO、NO2、NH3、、SO2、SO3、H2O）分(fen)析(xi)；間接法測(ce)量(liang)微(wei)(wei)量(liang)氨(an)的(de)化學發光法可用于(yu)(yu)分(fen)析(xi)脫硝(xiao)出口煙(yan)氣(qi)中(zhong)NO、NO2、NH3等；但是(shi)，從(cong)性(xing)價比分(fen)析(xi)，這兩種(zhong)方法很少專用于(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)脫硝(xiao)逃逸氨(an)的(de)監測(ce)。