A amônia é um gás facilmente solúvel em água. Existem vários métodos comuns de detecção, mas a amônia é tóxica e corrosiva. Atualmente, a medição é realizada principalmente usando o método de medição direta TDLAS. TDLAS é essencialmente uma tecnologia de análise de absorção espectral. Ele utiliza as características de absorção seletiva de moléculas de gás para lasers de comprimento de onda específico e obtém a concentração de gás analisando as mudanças na intensidade de absorção do laser. O método de absorção espectral TDLAS pode medir diretamente a concentração de gás amônia e pode alcançar medições de % a PPm.
A tecnologia TDLAS é uma tecnologia de absorção espectral de alta resolução. A atenuação da intensidade da luz à medida que o laser passa pelo gás medido pode ser expressa pela Lei de Lambert-Beer. Na fórmula, IV, 0, IV representam o laser com frequência V, o incidente e o laser passando pelo gás com pressão P, concentração X e caminho óptico L; S(T) representa a intensidade da linha de absorção; a função linear g(v-v0) representa a forma da linha de absorção. A absorção de gás é geralmente pequena, e essas relações indicam que quanto maior a concentração de gás, maior a atenuação da luz. Portanto, a concentração do gás pode ser medida medindo a atenuação do laser pelo gás.
O princípio do analisador de gás a laser baseia-se nos princípios da espectroscopia a laser e da absorção óptica. Seu processo de trabalho pode ser dividido nas seguintes etapas principais:
Fonte de laser: O analisador de gás a laser usa um feixe de laser coerente monocromático como fonte de luz. A atenuação da intensidade da luz do feixe de laser que passa pelo gás medido pode ser expressa pela Lei de Lambert-Beer. Na fórmula, IV, 0, IV representam o laser com frequência V, o incidente e o laser passando pelo gás com pressão P, concentração X e caminho óptico L; S(T) representa a intensidade da linha de absorção; a função linear g(v-v0) representa a forma da linha de absorção. A absorção de gás é geralmente pequena, e essas relações indicam que quanto maior a concentração de gás, maior a atenuação da luz. Portanto, a concentração do gás pode ser determinada medindo a atenuação do laser pelo gás.
Processamento de dados do analisador de gás a laser: O analisador calcula a razão entre a intensidade da luz absorvida e a intensidade da luz não absorvida para determinar a concentração da molécula alvo.
Em indústrias como metalurgia, coqueificação, energia e cimento que utilizam biomassa como combustível, a remoção de óxidos de nitrogênio dos gases de combustão e a prevenção da poluição ambiental têm sido intensamente reconhecidas pelas pessoas, e também é uma questão desafiadora. A remoção de óxidos de nitrogênio (desnitrificação) é dividida principalmente em dois processos principais: SCR e SNCR. Os medicamentos necessários para operar SCR e SNCR são amônia e ureia (o principal motivo para usar ureia é que ela pode ser armazenada e usada quando necessário, e a ureia ainda se decompõe em amônia para uso). Ao monitorar a eficiência das operações SCR e SNCR, um sistema de análise online de gás amônia deve ser adotado para controlar o consumo de água amoniacal através do sistema de análise de gás amônia.
O monitoramento do escape de amônia da saída do SCR é de grande importância. Durante o processo de desnitrificação, o consumo de amônia está em uma relação estequiométrica química de 0,8 a 1,2 com a quantidade total de NOx. Portanto, controlar a quantidade de injeção de amônia será muito importante; a quantidade de injeção de amônia deve ter amônia suficiente para reagir com o NOx para reduzir a emissão de NOx e atender aos requisitos de emissão da fonte de poluição; e evitar a injeção excessiva de NH3 nos gases de combustão, o que não só aumenta a corrosão, encurta a vida útil do catalisador SCR, mas também polui a poeira da fumaça e aumenta a deposição de sais de amônia no pré-aquecedor de ar, e aumenta a emissão de NH3 para a atmosfera.
Detecção de escape de amônia NH3 no processo de desnitrificação. Desnitrificação de gases de combustão refere-se à redução de NOX para N2 para remover NOX dos gases de combustão. Os processos principais para desnitrificação são: desnitrificação SCR e desnitrificação SNCR. A tecnologia de desnitrificação SCR é um método de redução catalítica seletiva. Na presença de um catalisador (a tecnologia de desnitrificação SNCR é um método de redução não catalítica seletiva, sem catalisador e alta temperatura), o gás amônia derivado da decomposição de amônia líquida ou ureia é usado como agente redutor para reduzir os óxidos de nitrogênio e água nos gases de combustão. Durante o processo de redução, o escape de amônia causado por agentes redutores residuais é inevitável. A amônia escapada forma facilmente bissulfato de amônio com SO3 nos gases de combustão, como o bissulfato de amônio, que tem forte aderência, corrosividade, sólidos semelhantes a alcatrão, causando corrosão, bloqueio e acúmulo de poeira no pré-aquecedor de ar, afetando o efeito de remoção de poeira. Pode até danificar o equipamento de remoção de poeira downstream; ao mesmo tempo, significa um aumento no consumo de amônia líquida/ureia, reduzindo os benefícios econômicos do dispositivo de desnitrificação; o gás amônia restante é descarregado na atmosfera, causando poluição secundária da atmosfera.
Portanto, a detecção de amônia escapada durante o processo de nitrificação reversa é de grande significado para otimizar o controle da injeção de amônia e reduzir as emissões de poluentes.
Em indústrias que utilizam biomassa como combustível, como metalurgia, coqueificação, geração de energia e cimento, a importância da remoção de óxidos de nitrogênio dos gases de combustão e da prevenção da poluição ambiental tem sido intensamente reconhecida. É também um problema desafiador. Os processos mais comuns para remoção de óxidos de nitrogênio (desnitrificação) são SCR e SNCR. Para operar SCR e SNCR, os reagentes necessários são amônia e ureia (a ureia é usada principalmente porque está prontamente disponível e, quando usada, ainda se decompõe em amônia para uso). Para monitorar a eficiência de SCR e SNCR, um sistema de análise online de amônia deve ser usado para controlar o consumo de água amoniacal.
O monitoramento do escape de amônia na saída do SCR é de grande importância. Durante o processo de desnitrificação, a razão estequiométrica do consumo de amônia para a quantidade total de NOx deve estar entre 0,8 e 1,2. Portanto, controlar a quantidade de amônia injetada é muito importante. A quantidade de amônia injetada deve ser suficiente para reagir com o NOx para reduzir as emissões de NOx e atender aos requisitos de emissão da fonte de poluição. Ao mesmo tempo, é necessário evitar a injeção de quantidades excessivas de NH3 nos gases de combustão. A injeção excessiva de amônia não só aumenta a corrosão, encurta a vida útil do catalisador SCR, mas também contamina a poeira da fumaça, aumenta a deposição de sais de amônia no pré-aquecedor de ar e aumenta as emissões de NH3 para a atmosfera.
Detecção de escape de amônia no processo de desnitrificação. Desnitrificação de gases de combustão refere-se à redução de NOx gerado para N2, removendo assim NOx dos gases de combustão. Os processos mais comuns são desnitrificação SCR e desnitrificação SNCR. A tecnologia de desnitrificação SCR é um método de redução catalítica seletiva. Na presença de um catalisador (a tecnologia de desnitrificação SNCR é um método de redução não catalítica seletiva, que ocorre sem catalisador e em altas temperaturas), a amônia decomposta de amônia líquida ou ureia é usada como agente redutor para reduzir os óxidos de nitrogênio nos gases de combustão a nitrogênio e água. Durante o processo de redução, o escape de amônia causado por agentes redutores residuais é inevitável. A amônia escapada forma facilmente bissulfato de amônio com SO3 nos gases de combustão. O bissulfato de amônio é um sólido altamente aderente, corrosivo e semelhante a alcatrão que causa corrosão, bloqueio e acúmulo de poeira no pré-aquecedor de ar, afetando a eficiência da remoção de poeira. Pode até danificar equipamentos de remoção de poeira downstream. Ao mesmo tempo, significa um aumento no consumo de amônia líquida/ureia, reduzindo a eficiência econômica da unidade de desnitrificação. A amônia restante é descarregada na atmosfera, causando poluição secundária do ar.
Portanto, a detecção de escape de amônia durante a desnitrificação é de grande significado para otimizar o controle da injeção de amônia e reduzir as emissões de poluentes.
