Ammoniak ist ein Gas, das sich leicht in Wasser löst. Es gibt verschiedene gängige Nachweismethoden, aber Ammoniak ist giftig und korrosiv. Derzeit erfolgt die Messung hauptsächlich mit der TDLAS-Direktmessmethode. TDLAS ist im Wesentlichen eine spektrale Absorptionsanalysetechnologie. Sie nutzt die selektiven Absorptionseigenschaften von Gasmolekülen für Laser mit spezifischer Wellenlänge und ermittelt die Gaskonzentration durch Analyse der Änderungen der Laserabsorptionsintensität. Die TDLAS-Spektralabsorptionsmethode kann die Konzentration von Ammoniakgas direkt messen und Messungen von % bis PPm erreichen.
Die TDLAS-Technologie ist eine hochauflösende spektrale Absorptions technologie. Die Dämpfung der Lichtintensität, wenn der Laser das gemessene Gas durchdringt, kann durch das Lambert-Beer-Gesetz ausgedrückt werden. In der Formel IV, 0, IV stellen den Laser mit der Frequenz V, den einfallenden und den Laser, der das Gas mit Druck P, Konzentration X und optischem Weg L durchdringt, dar; S(T) stellt die Intensität der Absorptionslinie dar; die lineare Funktion g(v-v0) stellt die Form der Absorptionslinie dar. Die Gasabsorption ist im Allgemeinen gering, und diese Beziehungen deuten darauf hin, dass je höher die Gaskonzentration ist, desto größer ist die Lichtdämpfung. Daher kann die Konzentration des Gases durch Messung der Dämpfung des Lasers durch das Gas gemessen werden.
Das Prinzip des Laser-Gasanalysegeräts basiert auf den Prinzipien der Laser-Spektroskopie und der optischen Absorption. Sein Arbeitsprozess kann in die folgenden wichtigen Schritte unterteilt werden:
Laserquelle: Das Laser-Gasanalysegerät verwendet einen monochromatischen kohärenten Laserstrahl als Lichtquelle. Die Dämpfung der Lichtintensität des Laserstrahls, der das gemessene Gas durchdringt, kann durch das Lambert-Beer-Gesetz ausgedrückt werden. In der Formel IV, 0, IV stellen den Laser mit der Frequenz V, den einfallenden und den Laser, der das Gas mit Druck P, Konzentration X und optischem Weg L durchdringt, dar; S(T) stellt die Intensität der Absorptionslinie dar; die lineare Funktion g(v-v0) stellt die Form der Absorptionslinie dar. Die Gasabsorption ist im Allgemeinen gering, und diese Beziehungen deuten darauf hin, dass je höher die Gaskonzentration ist, desto größer ist die Lichtdämpfung. Daher kann die Konzentration des Gases durch Messung der Dämpfung des Lasers durch das Gas bestimmt werden.
Datenverarbeitung des Laser-Gasanalysegeräts: Das Analysegerät berechnet das Verhältnis von absorbierter zu nicht absorbierter Lichtintensität, um die Konzentration des Zielmoleküls zu bestimmen.
In Industrien wie Metallurgie, Kokserei, Energie und Zement, die Biomasse als Brennstoff verwenden, ist die Entfernung von Stickoxiden aus Rauchgasen und die Verhinderung von Umweltverschmutzung von den Menschen stark anerkannt und stellt auch ein herausforderndes Problem dar. Die Entfernung von Stickoxiden (Denitrifikation) gliedert sich hauptsächlich in zwei Hauptprozesse: SCR und SNCR. Die für den Betrieb von SCR und SNCR benötigten Mittel sind Ammoniak und Harnstoff (der Hauptgrund für die Verwendung von Harnstoff ist, dass er gelagert und bei Bedarf verwendet werden kann, und Harnstoff zersetzt sich immer noch zu Ammoniak zur Verwendung). Bei der Überwachung der Effizienz von SCR- und SNCR-Betrieben muss ein Ammoniakgas-Online-Analysesystem eingesetzt werden, um den Verbrauch von Ammoniakwasser durch das Ammoniakgas-Analysesystem zu steuern.
Die Überwachung des Ammoniakaustritts am SCR-Auslass ist von großer Bedeutung. Während des Denitrifikationsprozesses liegt der Ammoniakverbrauch in einem stöchiometrischen Verhältnis von 0,8 bis 1,2 zum Gesamt-NOx-Gehalt. Daher ist die Steuerung der Ammoniakzufuhr sehr wichtig; die Ammoniakzufuhr muss ausreichen, um mit NOx zu reagieren, die Emission von NOx zu reduzieren und die Emissionsanforderungen der Verschmutzungsquelle zu erfüllen; und es muss vermieden werden, übermäßige Mengen an NH3 in das Rauchgas einzuspritzen, was nicht nur Korrosion erhöht, die Lebensdauer des SCR-Katalysators verkürzt, sondern auch den Rauchstaub verunreinigt und die Ablagerung von Ammoniumsalzen im Luftvorwärmer erhöht und die Emission von NH3 in die Atmosphäre erhöht.
Denitrifikationsprozess Ammoniakaustritt NH3-Detektion Rauchgasdenitrifikation bezieht sich auf die Reduktion von NOX zu N2, um NOX aus dem Rauchgas zu entfernen. Die gängigsten Verfahren zur Denitrifikation sind: SCR-Denitrifikation und SNCR-Denitrifikation. Die SCR-Denitrifikationstechnologie ist ein selektives katalytisches Reduktionsverfahren. In Gegenwart eines Katalysators (die SNCR-Denitrifikationstechnologie ist ein selektives nicht-katalytisches Reduktionsverfahren, ohne Katalysator und bei hoher Temperatur) wird Ammoniakgas, das aus der Zersetzung von flüssigem Ammoniak oder Harnstoff stammt, als Reduktionsmittel verwendet, um Stickoxide und Wasser im Rauchgas zu reduzieren. Während des Reduktionsprozesses ist ein Ammoniakaustritt aufgrund von Restreduktionsmitteln unvermeidlich. Das ausgetretene Ammoniak bildet leicht Ammoniumbisulfat mit SO3 im Rauchgas, wie z. B. Ammoniumbisulfat, das stark haftende, korrosive, teerartige Feststoffe aufweist, die Korrosion, Verstopfung und Staubansammlung im Luftvorwärmer verursachen und die Staubentfernungswirkung beeinträchtigen. Es kann sogar die nachgeschalteten Staubentfernungsgeräte beschädigen; gleichzeitig bedeutet dies eine Erhöhung des Verbrauchs an flüssigem Ammoniak/Harnstoff, was die wirtschaftlichen Vorteile der Denitrifikationsanlage verringert; das verbleibende Ammoniakgas wird in die Atmosphäre abgegeben und verursacht eine sekundäre Umweltverschmutzung der Atmosphäre.
Daher ist die Detektion von ausgetretenem Ammoniak während des Umkehr-Denitrifikationsprozesses von großer Bedeutung für die Optimierung der Ammoniakzufuhrkontrolle und die Reduzierung von Schadstoffemissionen.
In Industrien, die Biomasse als Brennstoff verwenden, wie z. B. Metallurgie, Kokserei, Energieerzeugung und Zement, wurde die Bedeutung der Entfernung von Stickoxiden aus Rauchgasen und der Verhinderung von Umweltverschmutzung stark erkannt. Es ist auch ein herausforderndes Problem. Die gängigsten Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden (Denitrifikation) sind SCR und SNCR. Für den Betrieb von SCR und SNCR sind die benötigten Reagenzien Ammoniak und Harnstoff (Harnstoff wird hauptsächlich verwendet, da er leicht verfügbar ist und sich bei Gebrauch immer noch zu Ammoniak zersetzt). Um die Effizienz von SCR und SNCR zu überwachen, muss ein Ammoniak-Online-Analysesystem verwendet werden, um den Verbrauch von Ammoniakwasser zu steuern.
Die Überwachung des Ammoniakschlupfs am SCR-Auslass ist von großer Bedeutung. Während des Denitrifikationsprozesses sollte das stöchiometrische Verhältnis des Ammoniakverbrauchs zum Gesamt-NOx-Gehalt zwischen 0,8 und 1,2 liegen. Daher ist die Steuerung der eingespritzten Ammoniakmenge sehr wichtig. Die eingespritzte Ammoniakmenge muss ausreichen, um mit NOx zu reagieren, die NOx-Emissionen zu reduzieren und die Emissionsanforderungen der Verschmutzungsquelle zu erfüllen. Gleichzeitig muss vermieden werden, übermäßige Mengen an NH3 in das Rauchgas einzuspritzen. Übermäßige Ammoniakinjektion erhöht nicht nur die Korrosion, verkürzt die Lebensdauer des SCR-Katalysators, sondern verunreinigt auch den Rauchstaub, erhöht die Ablagerung von Ammoniumsalzen im Luftvorwärmer und erhöht die NH3-Emissionen in die Atmosphäre.
Ammoniakschlupf-Detektion im Denitrifikationsprozess Rauchgasdenitrifikation bezieht sich auf die Reduktion von erzeugtem NOx zu N2, wodurch NOx aus dem Rauchgas entfernt wird. Die gängigsten Verfahren sind SCR-Denitrifikation und SNCR-Denitrifikation. SCR-Denitrifikationstechnologie ist ein selektives katalytisches Reduktionsverfahren. In Gegenwart eines Katalysators (SNCR-Denitrifikationstechnologie ist ein selektives nicht-katalytisches Reduktionsverfahren, das ohne Katalysator und bei hohen Temperaturen auftritt) wird Ammoniak, das aus flüssigem Ammoniak oder Harnstoff zersetzt wird, als Reduktionsmittel verwendet, um Stickoxide im Rauchgas zu Stickstoff und Wasser zu reduzieren. Während des Reduktionsprozesses ist ein Ammoniakschlupf aufgrund von Restreduktionsmitteln unvermeidlich. Das ausgetretene Ammoniak bildet leicht Ammoniumbisulfat mit SO3 im Rauchgas. Ammoniumbisulfat ist ein stark haftender, korrosiver, teerartiger Feststoff, der Korrosion, Verstopfung und Staubansammlung im Luftvorwärmer verursacht und die Staubentfernungseffizienz beeinträchtigt. Es kann sogar nachgeschaltete Staubentfernungsgeräte beschädigen. Gleichzeitig bedeutet dies eine Erhöhung des Verbrauchs an flüssigem Ammoniak/Harnstoff, was die wirtschaftliche Effizienz der Denitrifikationseinheit reduziert. Das verbleibende Ammoniak wird in die Atmosphäre abgegeben und verursacht eine sekundäre Luftverschmutzung.
Daher ist die Detektion von Ammoniakschlupf während der Denitrifikation von großer Bedeutung für die Optimierung der Ammoniakzufuhrkontrolle und die Reduzierung von Schadstoffemissionen.
