Amoniac là một loại khí dễ hòa tan trong nước. Có nhiều phương pháp phát hiện phổ biến, nhưng amoniac có độc tính và tính ăn mòn. Hiện tại, việc đo lường chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp đo trực tiếp TDLAS. TDLAS về bản chất là một công nghệ phân tích hấp thụ phổ. Nó sử dụng đặc tính hấp thụ chọn lọc của các phân tử khí đối với các tia laser có bước sóng cụ thể, và thu được nồng độ khí bằng cách phân tích sự thay đổi cường độ hấp thụ laser. Phương pháp hấp thụ phổ TDLAS có thể đo trực tiếp nồng độ khí amoniac và có thể đạt được phép đo từ % đến PPm.
Công nghệ TDLAS là công nghệ hấp thụ phổ có độ phân giải cao. Sự suy giảm cường độ ánh sáng khi tia laser đi qua khí đo được có thể được biểu diễn bằng Định luật Lambert-Beer. Trong công thức, IV, 0, IV biểu thị tia laser có tần số V, tia tới và tia laser đi qua khí có áp suất P, nồng độ X và đường quang L; S(T) biểu thị cường độ vạch hấp thụ; hàm tuyến tính g(v-v0) biểu thị hình dạng của vạch hấp thụ. Sự hấp thụ khí thường nhỏ, và các mối quan hệ này cho thấy nồng độ khí càng cao thì sự suy giảm ánh sáng càng lớn. Do đó, nồng độ khí có thể được đo bằng cách đo sự suy giảm của tia laser bởi khí.
Nguyên lý của máy phân tích khí laser dựa trên các nguyên lý quang phổ laser và hấp thụ quang học. Quá trình làm việc của nó có thể được chia thành các bước chính sau:
Nguồn laser: Máy phân tích khí laser sử dụng chùm tia laser đơn sắc, kết hợp làm nguồn sáng. Sự suy giảm cường độ ánh sáng của chùm tia laser đi qua khí đo được có thể được biểu diễn bằng Định luật Lambert-Beer. Trong công thức, IV, 0, IV biểu thị tia laser có tần số V, tia tới và tia laser đi qua khí có áp suất P, nồng độ X và đường quang L; S(T) biểu thị cường độ vạch hấp thụ; hàm tuyến tính g(v-v0) biểu thị hình dạng của vạch hấp thụ. Sự hấp thụ khí thường nhỏ, và các mối quan hệ này cho thấy nồng độ khí càng cao thì sự suy giảm ánh sáng càng lớn. Do đó, nồng độ khí có thể được xác định bằng cách đo sự suy giảm của tia laser bởi khí.
Xử lý dữ liệu máy phân tích khí laser: Máy phân tích tính toán tỷ lệ cường độ ánh sáng hấp thụ và cường độ ánh sáng không hấp thụ để xác định nồng độ của phân tử mục tiêu.
Trong các ngành công nghiệp như luyện kim, cốc hóa, điện, xi măng sử dụng sinh khối làm nhiên liệu, việc loại bỏ oxit nitơ khỏi khí thải đốt và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường đã được mọi người nhận thức sâu sắc, và đó cũng là một vấn đề đầy thách thức. Việc loại bỏ oxit nitơ (khử nitơ) chủ yếu được chia thành hai quy trình chính: SCR và SNCR. Các hóa chất cần thiết để vận hành SCR và SNCR là amoniac và urê (lý do chính sử dụng urê là nó có thể được lưu trữ và sử dụng khi cần, và urê vẫn phân hủy thành amoniac để sử dụng). Khi giám sát hiệu quả hoạt động của SCR và SNCR, hệ thống phân tích khí amoniac trực tuyến phải được áp dụng để kiểm soát lượng tiêu thụ nước amoniac thông qua hệ thống phân tích khí amoniac.
Giám sát lượng amoniac thoát ra ở đầu ra SCR có ý nghĩa to lớn. Trong quá trình khử nitơ, lượng tiêu thụ amoniac theo tỷ lệ hóa học từ 0,8 đến 1,2 với tổng lượng NOx. Do đó, việc kiểm soát lượng amoniac được tiêm vào sẽ rất quan trọng; lượng amoniac được tiêm vào phải đủ để phản ứng với NOx nhằm giảm phát thải NOx và đáp ứng các yêu cầu phát thải của nguồn ô nhiễm; và tránh tiêm quá nhiều NH3 vào khí thải, điều này không chỉ làm tăng ăn mòn, rút ngắn tuổi thọ của chất xúc tác SCR, mà còn gây ô nhiễm bụi khói và làm tăng sự lắng đọng muối amoni trong bộ sưởi không khí, và làm tăng lượng phát thải NH3 ra khí quyển.
Quá trình khử nitơ thoát amoniac phát hiện NH3 khử nitơ khí thải đề cập đến việc khử NOX thành N2 để loại bỏ NOX khỏi khí thải. Các quy trình chính để khử nitơ là: khử nitơ SCR và khử nitơ SNCR. Công nghệ khử nitơ SCR là phương pháp khử xúc tác chọn lọc. Trong sự hiện diện của chất xúc tác (công nghệ khử nitơ SNCR là phương pháp khử không xúc tác chọn lọc, không có chất xúc tác và nhiệt độ cao), khí amoniac có nguồn gốc từ sự phân hủy của amoniac lỏng hoặc urê được sử dụng làm chất khử để khử oxit nitơ và nước trong khí thải. Trong quá trình khử, việc thoát amoniac do tác nhân khử còn sót lại là không thể tránh khỏi. Lượng amoniac thoát ra dễ dàng tạo thành bisulfat amoni với SO3 trong khí thải. Bisulfat amoni là chất rắn có tính bám dính, ăn mòn, giống như hắc ín, gây ăn mòn, tắc nghẽn và tích tụ bụi trong bộ sưởi không khí, ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ bụi. Nó thậm chí có thể làm hỏng thiết bị loại bỏ bụi hạ nguồn; đồng thời, nó có nghĩa là tăng lượng tiêu thụ amoniac lỏng/urê, làm giảm lợi ích kinh tế của thiết bị khử nitơ; khí amoniac còn lại được thải ra khí quyển, gây ô nhiễm thứ cấp cho khí quyển.
Do đó, việc phát hiện amoniac thoát ra trong quá trình nitơ ngược có ý nghĩa to lớn trong việc tối ưu hóa kiểm soát tiêm amoniac và giảm phát thải chất ô nhiễm.
Trong các ngành công nghiệp sử dụng sinh khối làm nhiên liệu, như luyện kim, cốc hóa, phát điện và xi măng, tầm quan trọng của việc loại bỏ oxit nitơ khỏi khí thải đốt và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường đã được nhận thức sâu sắc. Đây cũng là một vấn đề đầy thách thức. Các quy trình chính để loại bỏ oxit nitơ (khử nitơ) là SCR và SNCR. Để vận hành SCR và SNCR, các tác nhân cần thiết là amoniac và urê (urê chủ yếu được sử dụng vì nó có sẵn và khi sử dụng, nó vẫn phân hủy thành amoniac để sử dụng). Để giám sát hiệu quả của SCR và SNCR, hệ thống phân tích amoniac trực tuyến phải được sử dụng để kiểm soát lượng tiêu thụ nước amoniac.
Giám sát lượng amoniac trôi ở đầu ra SCR có ý nghĩa to lớn. Trong quá trình khử nitơ, tỷ lệ mol của lượng tiêu thụ amoniac so với tổng lượng NOx nên nằm trong khoảng từ 0,8 đến 1,2. Do đó, việc kiểm soát lượng amoniac được tiêm vào là rất quan trọng. Lượng amoniac được tiêm vào phải đủ để phản ứng với NOx nhằm giảm phát thải NOx và đáp ứng các yêu cầu phát thải của nguồn ô nhiễm. Đồng thời, cần tránh tiêm quá nhiều NH3 vào khí thải. Việc tiêm quá nhiều amoniac không chỉ làm tăng ăn mòn, rút ngắn tuổi thọ của chất xúc tác SCR, mà còn làm ô nhiễm bụi khói, làm tăng sự lắng đọng muối amoni trong bộ sưởi không khí, và làm tăng lượng phát thải NH3 vào khí quyển.
Phát hiện amoniac trôi trong quá trình khử nitơ Khử nitơ khí thải đề cập đến việc khử NOx đã tạo ra thành N2, do đó loại bỏ NOx khỏi khí thải. Các quy trình chính là khử nitơ SCR và khử nitơ SNCR. Công nghệ khử nitơ SCR là phương pháp khử xúc tác chọn lọc. Trong sự hiện diện của chất xúc tác (công nghệ khử nitơ SNCR là phương pháp khử không xúc tác chọn lọc, xảy ra mà không có chất xúc tác và ở nhiệt độ cao), amoniac phân hủy từ amoniac lỏng hoặc urê được sử dụng làm chất khử để khử oxit nitơ trong khí thải thành nitơ và nước. Trong quá trình khử, việc amoniac trôi do tác nhân khử còn sót lại là không thể tránh khỏi. Lượng amoniac thoát ra dễ dàng tạo thành bisulfat amoni với SO3 trong khí thải. Bisulfat amoni là chất rắn có tính bám dính, ăn mòn, giống như hắc ín, gây ăn mòn, tắc nghẽn và tích tụ bụi trong bộ sưởi không khí, ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ bụi. Nó thậm chí có thể làm hỏng thiết bị loại bỏ bụi hạ nguồn. Đồng thời, nó có nghĩa là tăng lượng tiêu thụ amoniac lỏng/urê, làm giảm hiệu quả kinh tế của đơn vị khử nitơ. Lượng amoniac còn lại được thải ra khí quyển, gây ô nhiễm không khí thứ cấp.
Do đó, việc phát hiện amoniac trôi trong quá trình khử nitơ có ý nghĩa to lớn trong việc tối ưu hóa kiểm soát tiêm amoniac và giảm phát thải chất ô nhiễm.
