L'ammoniac est un gaz facilement soluble dans l'eau. Il existe diverses méthodes de détection courantes, mais l'ammoniac est toxique et corrosif. Actuellement, la mesure est principalement effectuée à l'aide de la méthode de mesure directe TDLAS. Le TDLAS est essentiellement une technologie d'analyse par absorption spectrale. Il utilise les caractéristiques d'absorption sélective des molécules de gaz à des longueurs d'onde laser spécifiques, et obtient la concentration de gaz en analysant les changements d'intensité d'absorption du laser. La méthode d'absorption spectrale TDLAS peut mesurer directement la concentration de gaz ammoniac et peut réaliser des mesures de % à PPm.
La technologie TDLAS est une technologie d'absorption spectrale à haute résolution. L'atténuation de l'intensité lumineuse lorsque le laser traverse le gaz mesuré peut être exprimée par la loi de Beer-Lambert. Dans la formule, IV, 0, IV représentent le laser de fréquence V, l'incident et le laser traversant le gaz de pression P, de concentration X et de trajet optique L ; S(T) représente l'intensité de la raie d'absorption ; la fonction linéaire g(v-v0) représente la forme de la raie d'absorption. L'absorption du gaz est généralement faible, et ces relations indiquent que plus la concentration du gaz est élevée, plus l'atténuation de la lumière est importante. Par conséquent, la concentration du gaz peut être mesurée en mesurant l'atténuation du laser par le gaz.
Le principe de l'analyseur de gaz laser est basé sur les principes de la spectroscopie laser et de l'absorption optique. Son processus de fonctionnement peut être divisé en les étapes clés suivantes :
Source laser : L'analyseur de gaz laser utilise un faisceau laser cohérent monochromatique comme source lumineuse. L'atténuation de l'intensité lumineuse du faisceau laser traversant le gaz mesuré peut être exprimée par la loi de Beer-Lambert. Dans la formule, IV, 0, IV représentent le laser de fréquence V, l'incident et le laser traversant le gaz de pression P, de concentration X et de trajet optique L ; S(T) représente l'intensité de la raie d'absorption ; la fonction linéaire g(v-v0) représente la forme de la raie d'absorption. L'absorption du gaz est généralement faible, et ces relations indiquent que plus la concentration du gaz est élevée, plus l'atténuation de la lumière est importante. Par conséquent, la concentration du gaz peut être déterminée en mesurant l'atténuation du laser par le gaz.
Traitement des données de l'analyseur de gaz laser : L'analyseur calcule le rapport de l'intensité lumineuse absorbée à l'intensité lumineuse non absorbée pour déterminer la concentration de la molécule cible.
Dans les industries telles que la métallurgie, la cokéfaction, l'énergie et le ciment qui utilisent la biomasse comme combustible, l'élimination des oxydes d'azote des gaz de combustion et la prévention de la pollution environnementale ont été vivement reconnues par les gens, et c'est aussi un problème difficile. L'élimination des oxydes d'azote (dénitrification) est principalement divisée en deux procédés principaux : SCR et SNCR. Les produits chimiques requis pour le fonctionnement du SCR et du SNCR sont l'ammoniac et l'urée (la principale raison d'utiliser l'urée est qu'elle peut être stockée et utilisée en cas de besoin, et l'urée se décompose toujours en ammoniac pour être utilisée). Lors de la surveillance de l'efficacité des opérations SCR et SNCR, un système d'analyse en ligne de gaz ammoniac doit être adopté pour contrôler la consommation d'eau ammoniacale via le système d'analyse de gaz ammoniac.
La surveillance de l'échappement d'ammoniac à la sortie du SCR est d'une grande importance. Pendant le processus de dénitrification, la consommation d'ammoniac est dans un rapport stœchiométrique de 0,8 à 1,2 avec la quantité totale de NOx. Par conséquent, le contrôle de la quantité d'injection d'ammoniac sera très important ; la quantité d'injection d'ammoniac doit être suffisante pour réagir avec les NOx afin de réduire les émissions de NOx et de répondre aux exigences d'émission de la source de pollution ; et éviter d'injecter un excès de NH3 dans les gaz de combustion, ce qui augmente la corrosion, raccourcit la durée de vie du catalyseur SCR, pollue la poussière de fumée et augmente le dépôt de sels d'ammoniac dans le préchauffeur d'air, et augmente les émissions de NH3 dans l'atmosphère.
Échappement d'ammoniac dans le processus de dénitrification La dénitrification des gaz de combustion fait référence à la réduction des NOx en N2 pour éliminer les NOx des gaz de combustion. Les procédés les plus courants pour la dénitrification sont : la dénitrification SCR et la dénitrification SNCR. La technologie de dénitrification SCR est une méthode de réduction catalytique sélective. En présence d'un catalyseur (la technologie de dénitrification SNCR est une méthode de réduction non catalytique sélective, sans catalyseur et à haute température), le gaz ammoniac dérivé de la décomposition de l'ammoniac liquide ou de l'urée est utilisé comme agent réducteur pour réduire les oxydes d'azote et l'eau dans les gaz de combustion. Pendant le processus de réduction, l'échappement d'ammoniac causé par les agents réducteurs résiduels est inévitable. L'ammoniac échappé forme facilement du bisulfate d'ammonium avec le SO3 dans les gaz de combustion, tel que le bisulfate d'ammonium, qui a une forte adhérence, corrosivité, solides de type goudron, provoquant de la corrosion, des blocages et une accumulation de poussière dans le préchauffeur d'air, affectant l'effet de dépoussiérage. Il peut même endommager l'équipement de dépoussiérage en aval ; en même temps, cela signifie une augmentation de la consommation d'ammoniac liquide/urée, réduisant les avantages économiques du dispositif de dénitrification ; le gaz ammoniac restant est rejeté dans l'atmosphère, provoquant une pollution secondaire de l'atmosphère.
Par conséquent, la détection de l'ammoniac échappé pendant le processus de nitrification inverse est d'une grande importance pour optimiser le contrôle de l'injection d'ammoniac et réduire les émissions de polluants.
Dans les industries qui utilisent la biomasse comme combustible, telles que la métallurgie, la cokéfaction, la production d'électricité et le ciment, l'importance de l'élimination des oxydes d'azote des gaz de combustion et de la prévention de la pollution environnementale a été vivement reconnue. C'est aussi un problème difficile. Les procédés les plus courants pour l'élimination des oxydes d'azote (dénitrification) sont le SCR et le SNCR. Pour faire fonctionner le SCR et le SNCR, les réactifs requis sont l'ammoniac et l'urée (l'urée est principalement utilisée car elle est facilement disponible et, lorsqu'elle est utilisée, elle se décompose toujours en ammoniac pour être utilisée). Pour surveiller l'efficacité du SCR et du SNCR, un système d'analyse en ligne d'ammoniac doit être utilisé pour contrôler la consommation d'eau ammoniacale.
La surveillance du passage d'ammoniac à la sortie du SCR est d'une grande importance. Pendant le processus de dénitrification, le rapport stœchiométrique de la consommation d'ammoniac par rapport à la quantité totale de NOx doit être compris entre 0,8 et 1,2. Par conséquent, le contrôle de la quantité d'ammoniac injectée est très important. La quantité d'ammoniac injectée doit être suffisante pour réagir avec les NOx afin de réduire les émissions de NOx et de répondre aux exigences d'émission de la source de pollution. En même temps, il est nécessaire d'éviter d'injecter des quantités excessives de NH3 dans les gaz de combustion. L'injection excessive d'ammoniac augmente non seulement la corrosion, raccourcit la durée de vie du catalyseur SCR, mais contamine également la poussière de fumée, augmente le dépôt de sels d'ammoniac dans le préchauffeur d'air et augmente les émissions de NH3 dans l'atmosphère.
Détection du passage d'ammoniac dans le processus de dénitrification La dénitrification des gaz de combustion fait référence à la réduction des NOx générés en N2, éliminant ainsi les NOx des gaz de combustion. Les procédés les plus courants sont la dénitrification SCR et la dénitrification SNCR. La technologie de dénitrification SCR est une méthode de réduction catalytique sélective. En présence d'un catalyseur (la technologie de dénitrification SNCR est une méthode de réduction non catalytique sélective, qui se produit sans catalyseur et à haute température), l'ammoniac décomposé de l'ammoniac liquide ou de l'urée est utilisé comme agent réducteur pour réduire les oxydes d'azote dans les gaz de combustion en azote et en eau. Pendant le processus de réduction, le passage d'ammoniac causé par les agents réducteurs résiduels est inévitable. L'ammoniac échappé forme facilement du bisulfate d'ammonium avec le SO3 dans les gaz de combustion. Le bisulfate d'ammonium est un solide très adhérent, corrosif, de type goudron, qui provoque de la corrosion, des blocages et une accumulation de poussière dans le préchauffeur d'air, affectant l'efficacité du dépoussiérage. Il peut même endommager les équipements de dépoussiérage en aval. En même temps, cela signifie une augmentation de la consommation d'ammoniac liquide/urée, réduisant l'efficacité économique de l'unité de dénitrification. L'ammoniac restant est rejeté dans l'atmosphère, provoquant une pollution atmosphérique secondaire.
Par conséquent, la détection du passage d'ammoniac pendant la dénitrification est d'une grande importance pour optimiser le contrôle de l'injection d'ammoniac et réduire les émissions de polluants.
