Аммиак — это газ, который легко растворяется в воде. Существуют различные распространенные методы обнаружения, но аммиак токсичен и коррозионно активен. В настоящее время измерения в основном проводятся методом прямого измерения TDLAS. TDLAS по сути является технологией спектрального анализа поглощения. Он использует селективные характеристики поглощения молекул газа лазерами определенной длины волны и определяет концентрацию газа, анализируя изменения интенсивности поглощения лазера. Метод спектрального поглощения TDLAS позволяет напрямую измерять концентрацию газообразного аммиака и достигать измерений от % до PPm.
Технология TDLAS — это технология спектрального поглощения с высоким разрешением. Ослабление интенсивности света при прохождении лазера через измеряемый газ может быть выражено законом Ламберта-Бера. В формуле IV, 0, IV обозначают лазер с частотой V, падающий и проходящий через газ с давлением P, концентрацией X и оптическим путем L; S(T) обозначает интенсивность линии поглощения; линейная функция g(v-v0) представляет форму линии поглощения. Поглощение газа обычно мало, и эти соотношения указывают на то, что чем выше концентрация газа, тем больше ослабление света. Следовательно, концентрация газа может быть измерена путем измерения ослабления лазера газом.
Принцип работы лазерного газоанализатора основан на принципах лазерной спектроскопии и оптического поглощения. Его рабочий процесс можно разделить на следующие ключевые этапы:
Источник лазерного излучения: Лазерный газоанализатор использует монохроматический когерентный лазерный луч в качестве источника света. Ослабление интенсивности света лазерного луча при прохождении через измеряемый газ может быть выражено законом Ламберта-Бера. В формуле IV, 0, IV обозначают лазер с частотой V, падающий и проходящий через газ с давлением P, концентрацией X и оптическим путем L; S(T) обозначает интенсивность линии поглощения; линейная функция g(v-v0) представляет форму линии поглощения. Поглощение газа обычно мало, и эти соотношения указывают на то, что чем выше концентрация газа, тем больше ослабление света. Следовательно, концентрация газа может быть определена путем измерения ослабления лазера газом.
Обработка данных лазерного газоанализатора: Анализатор рассчитывает отношение поглощенной интенсивности света к непоглощенной интенсивности света для определения концентрации целевой молекулы.
В таких отраслях, как металлургия, коксохимия, энергетика и производство цемента, где в качестве топлива используется биомасса, важность удаления оксидов азота из дымовых газов сгорания и предотвращения загрязнения окружающей среды была остро осознана людьми, и это также является сложной проблемой. Удаление оксидов азота (денит-рификация) в основном делится на два основных процесса: SCR и SNCR. Необходимыми реагентами для работы SCR и SNCR являются аммиак и мочевина (основная причина использования мочевины заключается в том, что ее можно хранить и использовать при необходимости, а мочевина разлагается на аммиак для использования). При мониторинге эффективности работы SCR и SNCR необходимо использовать систему онлайн-анализа аммиака для контроля потребления аммиачной воды через систему анализа аммиака.
Мониторинг утечки аммиака из выходного отверстия SCR имеет большое значение. В процессе денит-рификации потребление аммиака находится в стехиометрическом соотношении 0,8–1,2 с общим количеством NOx. Следовательно, контроль количества впрыскиваемого аммиака будет очень важен; количество впрыскиваемого аммиака должно быть достаточным для реакции с NOx для снижения выбросов NOx и соответствия требованиям к выбросам источника загрязнения; и следует избегать впрыскивания избыточного количества NH3 в дымовые газы, что не только увеличивает коррозию, сокращает срок службы катализатора SCR, но и загрязняет пыль дыма и увеличивает отложение солей аммония в воздухоподогревателе, и увеличивает выбросы NH3 в атмосферу.
Детектирование утечки аммиака в процессе денит-рификации Дымовые газы денит-рификация относится к восстановлению NOX до N2 для удаления NOX из дымовых газов. Основные процессы денит-рификации: SCR денит-рификация и SNCR денит-рификация. Технология SCR денит-рификации — это метод селективного каталитического восстановления. В присутствии катализатора (технология SNCR денит-рификации — это метод селективного некаталитического восстановления, без катализатора и при высокой температуре) газообразный аммиак, полученный из разложения жидкого аммиака или мочевины, используется в качестве восстановителя для восстановления оксидов азота и воды в дымовых газах. В процессе восстановления неизбежна утечка аммиака из-за остаточных восстановителей. Утекший аммиак легко образует бисульфат аммония с SO3 в дымовых газах, например бисульфат аммония, который обладает сильной адгезией, коррозионной активностью, твердыми веществами, похожими на смолу, вызывая коррозию, засорение и накопление пыли в воздухоподогревателе, влияя на эффект удаления пыли. Он может даже повредить последующее оборудование для удаления пыли; в то же время это означает увеличение потребления жидкого аммиака/мочевины, снижение экономической выгоды от устройства денит-рификации; оставшийся газообразный аммиак выбрасывается в атмосферу, вызывая вторичное загрязнение атмосферы.
Следовательно, обнаружение утечки аммиака во время обратной нитрификации имеет большое значение для оптимизации контроля впрыска аммиака и снижения выбросов загрязняющих веществ.
В отраслях, использующих биомассу в качестве топлива, таких как металлургия, коксохимия, энергетика и производство цемента, важность удаления оксидов азота из дымовых газов сгорания и предотвращения загрязнения окружающей среды была остро осознана. Это также сложная проблема. Наиболее распространенными процессами удаления оксидов азота (денит-рификация) являются SCR и SNCR. Для работы SCR и SNCR реагентами являются аммиак и мочевина (мочевина в основном используется, потому что она легко доступна, а при использовании она все равно разлагается на аммиак для использования). Для мониторинга эффективности SCR и SNCR необходимо использовать систему онлайн-анализа аммиака для контроля потребления аммиачной воды.
Мониторинг утечки аммиака на выходе SCR имеет большое значение. В процессе денит-рификации стехиометрическое соотношение потребления аммиака к общему количеству NOx должно составлять от 0,8 до 1,2. Следовательно, контроль количества впрыскиваемого аммиака очень важен. Количество впрыскиваемого аммиака должно быть достаточным для реакции с NOx для снижения выбросов NOx и соответствия требованиям к выбросам источника загрязнения. В то же время необходимо избегать впрыскивания избыточного количества NH3 в дымовые газы. Избыточное впрыскивание аммиака не только увеличивает коррозию, сокращает срок службы катализатора SCR, но и загрязняет пыль дыма, увеличивает отложение солей аммония в воздухоподогревателе и увеличивает выбросы NH3 в атмосферу.
Обнаружение утечки аммиака в процессе денит-рификации Денит-рификация дымовых газов относится к восстановлению образовавшегося NOx до N2, тем самым удаляя NOx из дымовых газов. Наиболее распространенными процессами являются SCR денит-рификация и SNCR денит-рификация. Технология SCR денит-рификации — это метод селективного каталитического восстановления. В присутствии катализатора (технология SNCR денит-рификации — это метод селективного некаталитического восстановления, который происходит без катализатора и при высоких температурах) аммиак, разложенный из жидкого аммиака или мочевины, используется в качестве восстановителя для восстановления оксидов азота в дымовых газах до азота и воды. В процессе восстановления неизбежна утечка аммиака, вызванная остаточными восстановителями. Утекший аммиак легко образует бисульфат аммония с SO3 в дымовых газах. Бисульфат аммония — это высокоадгезивное, коррозионно-активное твердое вещество, похожее на смолу, которое вызывает коррозию, засорение и накопление пыли в воздухоподогревателе, влияя на эффективность удаления пыли. Он может даже повредить последующее оборудование для удаления пыли. В то же время это означает увеличение потребления жидкого аммиака/мочевины, снижение экономической эффективности установки денит-рификации. Оставшийся аммиак выбрасывается в атмосферу, вызывая вторичное загрязнение воздуха.
Следовательно, обнаружение утечки аммиака во время денит-рификации имеет большое значение для оптимизации контроля впрыска аммиака и снижения выбросов загрязняющих веществ.
