Amoniak jest gazem łatwo rozpuszczalnym w wodzie. Istnieje wiele powszechnych metod wykrywania, ale amoniak jest toksyczny i żrący. Obecnie pomiary wykonuje się głównie metodą bezpośredniego pomiaru TDLAS. TDLAS to zasadniczo technologia analizy absorpcji spektralnej. Wykorzystuje selektywne właściwości absorpcji cząsteczek gazu do laserów o określonej długości fali, a stężenie gazu uzyskuje się analizując zmiany intensywności absorpcji lasera. Metoda absorpcji spektralnej TDLAS może bezpośrednio mierzyć stężenie gazu amoniaku i osiągać pomiary od % do PPm.
Technologia TDLAS to technologia spektralnej absorpcji o wysokiej rozdzielczości. Osłabienie natężenia światła podczas przechodzenia lasera przez mierzony gaz można wyrazić za pomocą prawa Lamberta-Beera. Wzór IV, 0, IV reprezentuje laser o częstotliwości V, padający i laser przechodzący przez gaz o ciśnieniu P, stężeniu X i drodze optycznej L; S(T) reprezentuje intensywność linii absorpcji; funkcja liniowa g(v-v0) reprezentuje kształt linii absorpcji. Absorpcja gazu jest zazwyczaj niewielka, a te zależności wskazują, że im wyższe stężenie gazu, tym większe osłabienie światła. Dlatego stężenie gazu można zmierzyć, mierząc osłabienie lasera przez gaz.
Zasada działania analizatora laserowego gazu opiera się na zasadach spektroskopii laserowej i absorpcji optycznej. Jego proces roboczy można podzielić na następujące kluczowe kroki:
Źródło lasera: Analizator laserowy gazu wykorzystuje monochromatyczną, spójną wiązkę lasera jako źródło światła. Osłabienie natężenia światła wiązki lasera przechodzącej przez mierzony gaz można wyrazić za pomocą prawa Lamberta-Beera. Wzór IV, 0, IV reprezentuje laser o częstotliwości V, padający i laser przechodzący przez gaz o ciśnieniu P, stężeniu X i drodze optycznej L; S(T) reprezentuje intensywność linii absorpcji; funkcja liniowa g(v-v0) reprezentuje kształt linii absorpcji. Absorpcja gazu jest zazwyczaj niewielka, a te zależności wskazują, że im wyższe stężenie gazu, tym większe osłabienie światła. Dlatego stężenie gazu można określić, mierząc osłabienie lasera przez gaz.
Przetwarzanie danych analizatora laserowego gazu: Analizator oblicza stosunek pochłoniętego natężenia światła do niepochłoniętego natężenia światła, aby określić stężenie docelowej cząsteczki.
W branżach takich jak hutnictwo, koksownictwo, energetyka i cement, które wykorzystują biomasę jako paliwo, usuwanie tlenków azotu ze spalin i zapobieganie zanieczyszczeniu środowiska zostało silnie dostrzeżone przez ludzi i stanowi również wyzwanie. Usuwanie tlenków azotu (denitryfikacja) dzieli się głównie na dwa główne procesy: SCR i SNCR. Wymagane środki do eksploatacji SCR i SNCR to amoniak i mocznik (głównym powodem stosowania mocznika jest to, że można go przechowywać i używać w razie potrzeby, a mocznik nadal rozkłada się do amoniaku do użytku). Podczas monitorowania wydajności operacji SCR i SNCR, system analizy amoniaku online musi być przyjęty do kontrolowania zużycia wody amoniakalnej za pomocą systemu analizy amoniaku.
Monitorowanie ucieczki amoniaku z wylotu SCR ma wielkie znaczenie. Podczas procesu denitryfikacji zużycie amoniaku jest w stechiometrycznym stosunku chemicznym od 0,8 do 1,2 do całkowitej ilości NOx. Dlatego kontrola ilości wstrzykiwanego amoniaku będzie bardzo ważna; ilość wstrzykiwanego amoniaku powinna mieć wystarczającą ilość NH3 do reakcji z NOx w celu zmniejszenia emisji NOx i spełnienia wymagań emisji źródła zanieczyszczenia; i unikać wstrzykiwania nadmiernej ilości NH3 do spalin, co nie tylko zwiększa korozję, skraca żywotność katalizatora SCR, ale także zanieczyszcza pył dymny i zwiększa osadzanie się soli amonowych w podgrzewaczu powietrza, i zwiększa emisję NH3 do atmosfery.
Denitryfikacja procesu ucieczka amoniaku NH3 wykrywanie denitryfikacja spalin odnosi się do redukcji NOX do N2 w celu usunięcia NOX ze spalin. Główne procesy denitryfikacji to: denitryfikacja SCR i denitryfikacja SNCR. Technologia denitryfikacji SCR to selektywna redukcja katalityczna. W obecności katalizatora (technologia denitryfikacji SNCR to selektywna redukcja niekatalityczna, bez katalizatora i wysokiej temperatury), amoniak pochodzący z rozkładu ciekłego amoniaku lub mocznika jest używany jako środek redukujący do redukcji tlenków azotu i wody w spalinach. Podczas procesu redukcji nieunikniona jest ucieczka amoniaku spowodowana pozostałościami środka redukującego. Uciekający amoniak łatwo tworzy bisulfat amonu z SO3 w spalinach, taki jak bisulfat amonu, który ma silne przyleganie, właściwości korozyjne, ciała stałe podobne do smoły, powodując korozję, blokowanie i gromadzenie się pyłu w podgrzewaczu powietrza, wpływając na efekt odpylania. Może nawet uszkodzić downstreamowy sprzęt odpylający; jednocześnie oznacza to wzrost zużycia ciekłego amoniaku/mocznika, zmniejszając korzyści ekonomiczne urządzenia denitryfikacyjnego; pozostały gaz amoniakalny jest uwalniany do atmosfery, powodując wtórne zanieczyszczenie atmosfery.
Dlatego wykrywanie uciekającego amoniaku podczas procesu denitryfikacji ma wielkie znaczenie dla optymalizacji kontroli wtrysku amoniaku i zmniejszenia emisji zanieczyszczeń.
W branżach wykorzystujących biomasę jako paliwo, takich jak hutnictwo, koksownictwo, energetyka i cement, znaczenie usuwania tlenków azotu ze spalin i zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska zostało silnie dostrzeżone. Jest to również trudny problem. Najbardziej popularne procesy usuwania tlenków azotu (denitryfikacja) to SCR i SNCR. Do eksploatacji SCR i SNCR wymagane są odczynniki: amoniak i mocznik (mocznik jest używany głównie ze względu na łatwą dostępność, a podczas użycia nadal rozkłada się do amoniaku do użytku). Aby monitorować wydajność SCR i SNCR, należy zastosować system analizy amoniaku online, aby kontrolować zużycie wody amoniakalnej.
Monitorowanie ucieczki amoniaku z wylotu SCR ma wielkie znaczenie. Podczas procesu denitryfikacji stosunek stechiometryczny zużycia amoniaku do całkowitej ilości NOx powinien wynosić od 0,8 do 1,2. Dlatego kontrola ilości wstrzykiwanego amoniaku jest bardzo ważna. Ilość wstrzykiwanego amoniaku musi być wystarczająca do reakcji z NOx w celu zmniejszenia emisji NOx i spełnienia wymagań emisji źródła zanieczyszczenia. Jednocześnie należy unikać wstrzykiwania nadmiernych ilości NH3 do spalin. Nadmierne wstrzykiwanie amoniaku nie tylko zwiększa korozję, skraca żywotność katalizatora SCR, ale także zanieczyszcza pył dymny, zwiększa osadzanie się soli amonowych w podgrzewaczu powietrza i zwiększa emisję NH3 do atmosfery.
Wykrywanie ucieczki amoniaku w procesie denitryfikacji Denitryfikacja spalin odnosi się do redukcji wytworzonego NOx do N2, tym samym usuwając NOx ze spalin. Najbardziej popularne procesy to denitryfikacja SCR i denitryfikacja SNCR. Technologia denitryfikacji SCR to selektywna redukcja katalityczna. W obecności katalizatora (technologia denitryfikacji SNCR to selektywna redukcja niekatalityczna, która zachodzi bez katalizatora i w wysokich temperaturach), amoniak rozłożony z ciekłego amoniaku lub mocznika jest używany jako środek redukujący do redukcji tlenków azotu w spalinach do azotu i wody. Podczas procesu redukcji nieunikniona jest ucieczka amoniaku spowodowana pozostałościami środka redukującego. Uciekający amoniak łatwo tworzy bisulfat amonu z SO3 w spalinach. Bisulfat amonu jest silnie przylegającą, korozyjną, podobną do smoły substancją stałą, która powoduje korozję, blokowanie i gromadzenie się pyłu w podgrzewaczu powietrza, wpływając na wydajność odpylania. Może nawet uszkodzić downstreamowy sprzęt odpylający. Jednocześnie oznacza to wzrost zużycia ciekłego amoniaku/mocznika, zmniejszając efektywność ekonomiczną jednostki denitryfikacyjnej. Pozostały amoniak jest uwalniany do atmosfery, powodując wtórne zanieczyszczenie powietrza.
Dlatego wykrywanie ucieczki amoniaku podczas denitryfikacji ma wielkie znaczenie dla optymalizacji kontroli wtrysku amoniaku i zmniejszenia emisji zanieczyszczeń.
