Amonia adalah gas yang mudah larut dalam air. Terdapat berbagai metode deteksi umum, namun amonia bersifat toksik dan korosif. Saat ini, pengukuran sebagian besar dilakukan dengan metode pengukuran langsung TDLAS. TDLAS pada dasarnya adalah teknologi analisis penyerapan spektral. Teknologi ini memanfaatkan karakteristik penyerapan selektif molekul gas terhadap laser dengan panjang gelombang tertentu, dan memperoleh konsentrasi gas dengan menganalisis perubahan intensitas penyerapan laser. Metode penyerapan spektral TDLAS dapat mengukur konsentrasi gas amonia secara langsung dan dapat mencapai pengukuran dari % hingga PPm.
Teknologi TDLAS adalah teknologi penyerapan spektral beresolusi tinggi. Pelemahan intensitas cahaya saat laser melewati gas yang diukur dapat dinyatakan dengan Hukum Lambert-Beer. Dalam rumus, IV, 0, IV mewakili laser dengan frekuensi V, laser insiden dan laser yang melewati gas dengan tekanan P, konsentrasi X, dan jalur optik L; S(T) mewakili intensitas garis serapan; fungsi linier g(v-v0) mewakili bentuk garis serapan. Penyerapan gas umumnya kecil, dan hubungan ini menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi gas, semakin besar pelemahan cahaya. Oleh karena itu, konsentrasi gas dapat diukur dengan mengukur pelemahan laser oleh gas.
Prinsip kerja penganalisis gas laser didasarkan pada prinsip spektroskopi laser dan penyerapan optik. Proses kerjanya dapat dibagi menjadi langkah-langkah kunci berikut:
Sumber laser: Penganalisis gas laser menggunakan sinar laser monokromatik koheren sebagai sumber cahaya. Pelemahan intensitas cahaya sinar laser yang melewati gas yang diukur dapat dinyatakan dengan Hukum Lambert-Beer. Dalam rumus, IV, 0, IV mewakili laser dengan frekuensi V, laser insiden dan laser yang melewati gas dengan tekanan P, konsentrasi X, dan jalur optik L; S(T) mewakili intensitas garis serapan; fungsi linier g(v-v0) mewakili bentuk garis serapan. Penyerapan gas umumnya kecil, dan hubungan ini menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi gas, semakin besar pelemahan cahaya. Oleh karena itu, konsentrasi gas dapat ditentukan dengan mengukur pelemahan laser oleh gas.
Pemrosesan data penganalisis gas laser: Penganalisis menghitung rasio intensitas cahaya yang diserap terhadap intensitas cahaya yang tidak diserap untuk menentukan konsentrasi molekul target.
Pada industri seperti metalurgi, pengkokasan, tenaga listrik, dan semen yang menggunakan biomassa sebagai bahan bakar, penghilangan oksida nitrogen dari gas buang pembakaran dan pencegahan polusi lingkungan telah diakui secara mendalam oleh masyarakat, dan ini juga merupakan masalah yang menantang. Penghilangan oksida nitrogen (denitrifikasi) terutama dibagi menjadi dua proses utama: SCR dan SNCR. Obat yang dibutuhkan untuk mengoperasikan SCR dan SNCR adalah amonia dan urea (alasan utama penggunaan urea adalah dapat disimpan dan digunakan saat dibutuhkan, dan urea masih terurai menjadi amonia untuk digunakan). Saat memantau efisiensi operasi SCR dan SNCR, sistem analisis gas amonia online harus diadopsi untuk mengontrol konsumsi air amonia melalui sistem analisis gas amonia.
Pemantauan kebocoran amonia dari outlet SCR sangat penting. Selama proses denitrifikasi, konsumsi amonia berada dalam rasio stoikiometri kimia 0,8 hingga 1,2 dengan jumlah total NOx. Oleh karena itu, mengontrol jumlah injeksi amonia akan sangat penting; jumlah injeksi amonia harus cukup NH3 untuk bereaksi dengan NOx untuk mengurangi emisi NOx dan memenuhi persyaratan emisi sumber polusi; dan menghindari injeksi NH3 berlebihan ke dalam gas buang, yang tidak hanya meningkatkan korosi, memperpendek masa pakai katalis SCR, tetapi juga mencemari debu asap dan meningkatkan pengendapan garam amonia di preheater udara, dan meningkatkan emisi NH3 ke atmosfer.
Deteksi kebocoran amonia NH3 dalam proses denitrifikasi Denitrifikasi gas buang mengacu pada reduksi NOX menjadi N2 untuk menghilangkan NOX dari gas buang. Proses utama untuk denitrifikasi adalah: denitrifikasi SCR dan denitrifikasi SNCR. Teknologi denitrifikasi SCR adalah metode reduksi katalitik selektif. Dengan adanya katalis (teknologi denitrifikasi SNCR adalah metode reduksi non-katalitik selektif, tanpa katalis dan suhu tinggi), gas amonia yang berasal dari dekomposisi amonia cair atau urea digunakan sebagai agen pereduksi untuk mereduksi oksida nitrogen dan air dalam gas buang. Selama proses reduksi, kebocoran amonia yang disebabkan oleh sisa agen pereduksi tidak dapat dihindari. Amonia yang bocor mudah membentuk amonium bisulfat dengan SO3 dalam gas buang, seperti amonium bisulfat, yang memiliki daya rekat kuat, korosif, padatan seperti tar, menyebabkan korosi, penyumbatan, dan penumpukan debu di preheater udara, mempengaruhi efek penghilangan debu. Bahkan dapat merusak peralatan penghilangan debu hilir; pada saat yang sama, ini berarti peningkatan konsumsi amonia cair/urea, mengurangi manfaat ekonomi perangkat denitrifikasi; sisa gas amonia dibuang ke atmosfer, menyebabkan polusi sekunder atmosfer.
Oleh karena itu, deteksi kebocoran amonia selama proses denitrifikasi sangat penting untuk mengoptimalkan kontrol injeksi amonia dan mengurangi emisi polutan.
Pada industri yang menggunakan biomassa sebagai bahan bakar, seperti metalurgi, pengkokasan, pembangkit listrik, dan semen, pentingnya menghilangkan oksida nitrogen dari gas buang pembakaran dan mencegah polusi lingkungan telah diakui secara mendalam. Ini juga merupakan masalah yang menantang. Proses yang paling umum untuk menghilangkan oksida nitrogen (denitrifikasi) adalah SCR dan SNCR. Untuk mengoperasikan SCR dan SNCR, reagen yang dibutuhkan adalah amonia dan urea (urea terutama digunakan karena mudah didapat, dan saat digunakan, ia masih terurai menjadi amonia untuk digunakan). Untuk memantau efisiensi SCR dan SNCR, sistem analisis amonia online harus digunakan untuk mengontrol konsumsi air amonia.
Pemantauan kebocoran amonia di outlet SCR sangat penting. Selama proses denitrifikasi, rasio stoikiometri konsumsi amonia terhadap jumlah total NOx harus antara 0,8 dan 1,2. Oleh karena itu, mengontrol jumlah amonia yang diinjeksikan sangat penting. Jumlah amonia yang diinjeksikan harus cukup untuk bereaksi dengan NOx untuk mengurangi emisi NOx dan memenuhi persyaratan emisi sumber polusi. Pada saat yang sama, perlu untuk menghindari injeksi NH3 berlebihan ke dalam gas buang. Injeksi amonia berlebihan tidak hanya meningkatkan korosi, memperpendek masa pakai katalis SCR, tetapi juga mencemari debu asap, meningkatkan pengendapan garam amonia di preheater udara, dan meningkatkan emisi NH3 ke atmosfer.
Deteksi kebocoran amonia dalam proses denitrifikasi Denitrifikasi gas buang mengacu pada reduksi NOx yang dihasilkan menjadi N2, sehingga menghilangkan NOx dari gas buang. Proses yang paling umum adalah denitrifikasi SCR dan denitrifikasi SNCR. Teknologi denitrifikasi SCR adalah metode reduksi katalitik selektif. Dengan adanya katalis (teknologi denitrifikasi SNCR adalah metode reduksi non-katalitik selektif, yang terjadi tanpa katalis dan pada suhu tinggi), amonia yang terurai dari amonia cair atau urea digunakan sebagai agen pereduksi untuk mereduksi oksida nitrogen dalam gas buang menjadi nitrogen dan air. Selama proses reduksi, kebocoran amonia yang disebabkan oleh sisa agen pereduksi tidak dapat dihindari. Amonia yang bocor mudah membentuk amonium bisulfat dengan SO3 dalam gas buang. Amonium bisulfat adalah padatan yang sangat lengket, korosif, seperti tar, yang menyebabkan korosi, penyumbatan, dan penumpukan debu di preheater udara, mempengaruhi efisiensi penghilangan debu. Bahkan dapat merusak peralatan penghilangan debu hilir. Pada saat yang sama, ini berarti peningkatan konsumsi amonia cair/urea, mengurangi efisiensi ekonomi unit denitrifikasi. Sisa amonia dibuang ke atmosfer, menyebabkan polusi udara sekunder.
Oleh karena itu, deteksi kebocoran amonia selama denitrifikasi sangat penting untuk mengoptimalkan kontrol injeksi amonia dan mengurangi emisi polutan.
