无锡特勒斯TDLAS技术在脱硝氨逃逸的应用
NEO Monitors AS 2018年05月14日
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公司简介
可调谐二极管激光吸收光谱(Tuneable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)技术领导者.
向 工业用户提供高附加值解决方案.
一氧化氮 (NO) 0 ppm - 100 ppm
二氧化硫 (SO2) 0 ppm - 5000 ppm
二氧化氮 (NO2) 0 ppm - 5 ppm
水蒸气 (H2O) 10 % - 20 %
二氧化碳 (CO2) 7 % - 20 %
氮气 (N2) 平衡
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可调谐二极管激光吸收光谱技术
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可调谐二极管激光吸收光谱技术
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可调谐二极管激光吸收光谱技术
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烟气入口测量
传统分析仪会受到水蒸气的严重影响，同时在烟 气温度较高的时候精度较差。现在主要是通过检 测脱硝出口氮氧化物浓度及氨逃逸的量来对脱硝 系统进行控制。通过对氮氧化物的精确测量，我 们可以得到实时的反应前/后气体浓度！
因此，可以实现对SCR系统进行精确过程控制！
可调谐二极管吸收光谱技术
激光气体分析仪特点：
• 安装使用方式多 • 响应时间快达1S； • 无需预处理系统； • 可在恶劣工业环境下工作； • 没有活动部件及耗材，工作寿命长，维护量低； • 单模/单频工作方式，精确测量
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产品构型-单光路原位安装
• 成熟的LaserGas 平台 Ex-d 防爆认证
• 内置ISSC进行量程校准 • 适用于长光程应用 • IP66，适用于现场安装 • 可选1-2路4-20mA模拟输出 • Modbus TCP/IP输出
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排放控制的典型工况
烟气温度: 常温至 400 °C 典型光路长度: 30 cm – 200 cm
• 过量的逃逸氨会被飞灰吸收，导致 加气块（灰砖）无法销售；
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应用原位安装的激光气体分析仪进行逃逸氨检测的必要性
氨气的物理特点： • 高粘附性气体，容易附着
在气体管路上； • 在一定温度下，易生成铵
盐结晶，堵塞管路；
LaserGasTM SP NH3氨逃逸分析仪
反应后烟气出口测量
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逃逸氨的生成与危害
• 多使用的氨水造成资金的浪费，逃 逸的氨气带来二次环境污染；
• 逃逸氨将腐蚀催化剂模块，造成催 化剂失活和堵塞，大大缩短催化剂 寿命性） 使位于脱销下游的空预器蓄热原件 堵塞与腐蚀；
☆目前西门子、ABB、西克等品牌的CEMS采用的气体分析方式！
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主要客户
行业：电力、冶金、油气、化工、石化、水泥、化肥……
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可调谐二极管激光吸收光谱技术
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高温脱硝氨逃逸激光在线分析仪应用说明
高温烟气脱硝氨逃逸激光在线分析仪一、总则高温烟气脱硝氨逃逸在线分析仪适用于火电、冶金、化工、建材、垃圾处理等各种锅炉、工业窑炉、焚烧炉等脱硝项目的烟气连续排放监测。
本产品中提出了最低限度的技术要求，我方提供满足本方案书和所列标准要求的高质量产品及其相关服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准，将满足相关要求。
我方在设备设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准遵循现行：GB 4915-2004 水泥工业大气污染物排放标准GB 13223-2011 火电厂大气污染物排放标准GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T 75-2007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范HJ/T 76-2007 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法HJ/T 47-1999 烟气采样器技术条件HJ/T 48-1999 烟尘采样器技术条件HJ/T 212-2005 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准SDJ 9-87 测量仪表装置设计技术规程NEMA-ICS4 工业控制设备及系统的端子板NEMA-ICS6 工业控制装置及系统的外壳DB-50065 交流电气装置的接地设计规范IEC 801-5 防雷保护设计规范本规范书所使用的标准如与需方所执行的标准有不一致时，将按较高标准执行。
3、我公司承诺的设备测量的技术方法为：TDLAS技术，原位安装检测，无需采样。
4、本技术说明的最终解释权归合肥金星机电科技发展有限公司所有。
二、脱硝过程氨逃逸危害：脱除NO X的控制技术中，不论是选择性催化还原法（SCR）还是选择性非催化还原法（SNCR）在燃煤型发电厂，水泥厂等都得到了越来越多的广泛使用。
然而，无论是选择使用SCR法或是SNCR法，掌握好注射到NO X上的氨总量和对于注射分布的控制情况是达到最小的氨逃逸率和最大的除NO X效率的关键所在。
过量的氨注射到整个管道或是管道的部分区域都会导致NH3的逃逸。
脱硝系统氨逃逸测试方法浅析
脱硝系统氨逸出试验方法分析摘要：目前，脱硝系统氨逸出测试方法可分为在线仪器分析和离线手动采样分析法。
主要论述了在线仪器分析中的可调谐二极管激光吸收光谱和稀释取样法，及离线手动采样分析方法中的靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂分光光度法、离子选择电极法和离子色谱法，并对其测量原理、优缺点及改进方法进行了阐述。
此外，还简要介绍了飞灰中氨含量的测定。
介绍现阶段中国的能源结构中燃煤消耗虽然逐年减少，但其仍然是主体，在各种能源消费形式中，电力及热力生产是最主要的能源消费渠道之一。
煤炭燃料在不同场合的使用中都会产生NOx的污染。
近年来，随着环保要求的提高，脱硝设备已成为各发电厂重要的环保设备。
目前，最成熟、可靠和应用最广泛的脱硝技术是选择性催化还原（SCR），其基本原理为NH3与NOx在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成N2和H2O。
喷氨量很关键，喷氨过少，会降低脱硝效率，NOx的排放无法达标；喷氨过多，虽然可以提高脱硝效率，但过量的NH3会增加成本，而且会导致NH3逃逸。
NH3逃逸已严重影响到脱硝经济性和设备的使用寿命，SCR脱硝装置出口的NH3逃逸量应控制在2.28mg/m3以下，如此可延长催化剂的更换周期和空预器的检修周期。
因此，快速、准确地测试NH3逃逸量至关重要，可以确定最优的喷氨量。
对NH3逃逸量的准确测量比较困难。
目前，国内外对NH3逃逸的监测方法主要有在线仪器分析和离线手动采样分析方法。
在线仪器分析是指烟气排放连续监测系统（CEMS），其功能是持续监测污染源排放的颗粒物和气体污染物的质量浓度和总排放量，并将其实时传输给主管部门。
目前文献中大多将在线仪器分析分为3类：激光原位测量、提取方法和稀释取样法。
事实上激光原位测量和提取方法的测量原理是相同的（基于可调谐二极管激光吸收光谱），只是提取方法需要对原烟气进行预处理，所以从测量原理的角度，本文将在线仪器分析分为可调谐二极管激光吸收光谱和稀释取样法两类。
窑尾废气NH_(3)逃逸监测方法浅析
2024年第2期No.22021新磴他水冕專报Cement Guide for New Epoch中图分类号：TQ172.9文献标识码：B文章编号：1008-0473（2021）02-0063-03DOI编码：10.16008/ki.l008-0473.2021.02.015窑尾废气NH3逃逸监测方法浅析倪旭光蒋宝庆王涛苏丽娜西安西矿环保科技有限公司，陕西西安710075摘要在线仪器分析法中TDLAS技术具有分辨率高、灵敏度高等优势，在脱硝氨逃逸检测中得到广泛应用。
烟气中的灰尘及SO3导致设备视窗污染、光学元件腐蚀、角装方式代表性差等问题，激光原位测量法已经不能满足测量精度要求。
激光抽取测量法氨逃逸测量仪可满足现阶段测量要求。
关键词氨逃逸TDLAS技术检测技术激光原位测量法激光抽取测量法0引言2020年6月，生态环境部发布《重污染天气重点行业应急减排指南（2020年修订版）》（环办大气函[2019]340号）,将水泥企业分成A、B、C三级，其中A级企业的窑尾烟气粉尘、SO?、NO*排放浓度分别不高于10mg/n?、35mg/n?、50mg/m3,氨逃逸W5mg/m3,可不受减排措施停产限值；对B、C级企业的氨逃逸规定不得超过8mg/m3o目前很多地区水泥企业均表示已经完成超低排放改造。
由于超低排放不仅对粉尘、SO?的排放指标提高，还提高了N0*的排放要求。
由于现有水泥企业多采用“低氮燃烧器+SNCR”脱硝，为使氮氧化物排放达标，不得不大量使用氨水，导致氨逃逸率高。
在没有取得脱硝关键技术突破的情况下，氨逃逸就是一个不可回避的问题叫从管控角度来说，对氨逃逸的监测不容忽视。
本文仅就氨逃逸的监测技术进彳寸论。
1氨逃逸产生的危害由于部分水泥企业为了让氮氧化物排放量达到超低排放要求，过量甚至大幅超量喷氨水来提高SNCR的脱硝反应效率，系统喷氨量增大若控制不当，将会导致氨逃逸浓度成倍增加，对设备安全性与脱硝运行经济性带来一定的影响。
TDLAS多点氨逃逸测量系统在SCR喷氨优化中应用
TDLAS多点氨逃逸测量系统在SCR喷氨优化中应用摘要：本文根据对大唐王滩电厂600MW机组SCR脱硝装置现场测试和基于TDLAS在线监测数据，对SCR脱硝装置喷氨进行在线优化，优化后反应器出口烟道氨逃逸均值由9.8ppm降至2.6ppm，降幅达73.5%，A侧纵向8个测孔浓度最大均值偏差降至9.5mg/Nm3，降幅达81.8%。
B侧纵向8个测孔浓度最大均值偏差降至7.6mg/Nm3，降幅达85.4%。
这表明：TDLAS系统对于相应侧反应器运行优化具有重要的指导意义，可有效提高机组的安全经济性。
关键词：SCR；TDLAS；氨逃逸；优化1 引言燃煤电厂氨逃逸监测装置大都安装在SCR出口与空预器入口烟道之间，由于烟气中粉尘含量高达30-50mg/m3，烟气温度高达350-400℃，同时锅炉负荷变化会导致烟气温度、压力和流量的变化，烟气流场复杂，导致较难准确测量氨逃逸值。
氨逃逸最大的危害在于逃逸氨与烟气中的SO3反应生成NH4HSO4，液态的NH4HSO4附着在空预器的表面，并吸附烟气中的粉尘，造成空预器的前后压差增大，严重时导致空预器堵塞，危害锅炉的安全运行。
因此，实时检测逃逸氨的浓度对燃煤电厂机组的安全经济性起着至关重要的作用。
本文根据对大唐王滩电厂600MW机组SCR脱硝装置现场测试和应用TDLAS在线监测数据，对SCR脱硝装置喷氨进行在线优化，调整氨喷射系统各支管的喷氨流量，消除局部过大的氨逃逸区域，改善入口喷氨均匀性，最大限度减少氨逃逸对空预器的影响，提出有效的喷氨格栅优化与均匀混合实施方案。
2 试验装置、测试仪器及方法2.1 试验装置烟气脱硝装置采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR），尿素热解法制备脱硝还原剂，SCR出口烟道截面尺寸为3300×11000mm。
2.2 测试仪器NH3逃逸率采用加拿大优胜TDLAS多点氨逃逸采样系统测量，精度0.01ppm，可同时测量4个点氨逃逸。
进出口烟道NO、O2浓度采用德国德图公司Testo350型烟气分析仪测量，NO量程0-500μL/L，精度0.1μL/L，O2量程0-25%，精度0.01%，烟气取样枪长度为3.5m。
无锡高分子脱硝系统原理
无锡高分子脱硝系统原理
无锡高分子脱硝系统是一种采用高分子水凝胶为载体材料的新型脱硝技术，也是当前国内外比较先进的脱硝装置之一。
该系统工作原理与传统的脱硝技术不同，其主要的工作原理可以分为以下步骤：第一步：氨水吸附
该系统首先将氨水储存于储罐内，并通过管道输送到吸附器中。
在吸附器内，氨水与烟气接触，吸附了烟气中的氮氧化物（NOx），形成氨盐或尿素。
此时，在高分子水凝胶内部形成了反应环境，为后续的脱硝反应做好了准备。
第二步：脱硝反应
在第一步完成后，氨水吸附了烟气中的氮氧化物形成氨盐或尿素。
接下来，NOx 溶解于氨水中，并进入高分子水凝胶内部。
在高分子水凝胶中，NOx 与氨水发生化学反应，NOx 被还原成氮气和水，完成了脱硝反应。
第三步：净化烟气
当高分子水凝胶内部的氨水被消耗完毕后，根据反应原理，此时生成的氮气和水进入烟道，并且烟气中的雾霾物质和尘埃也被去除，实现了净化烟气的目的。
第四步：再生
当高分子水凝胶吸附到饱和时，失去脱硝作用。
此时，需要用蒸汽将其中的氨水再生。
再生后的氨水可以重新供应到吸附器内，用于新一轮的脱硝反应。
通过以上四个步骤，无锡高分子脱硝系统成功实现了对烟气中的氮氧化物的高效脱除，并且具有节约能源、节约成本等优点，逐渐被广泛应用于工业生产和大型机构的脱硝处理中。
工艺方法——火电厂脱硝氨逃逸监测方法
工艺方法——火电厂脱硝氨逃逸监测方法工艺简介一、在线监测方法（1）原位式激光分析方法原位式激光分析方法原理是应用可调二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术。
该技术是利用激光单色性对特定气体吸收特性来对烟气成分中的氨气进行测定。
该方法的选择性与灵敏度极高。
具体应用到电厂氨逃逸检测是在SCR系统出口烟道的对侧或者对角安装激光发射端和激光接收端，激光发射端发射出特定波长的激光，烟气中的NH3吸收此特定波长激光形成吸收光谱，吸收光谱信息在激光接收端被捕捉，通过对吸收光谱的分析得出烟气中NH3浓度。
但是在电厂实际应用过程中，该方法却有局限性。
第一，SCR系统一般安装在锅炉省煤器与空气预热器之间（即除尘器之前），烟气含尘量很高，大量灰尘会严重影响激光投射光程，造成分析精度的下降，同时大量高速飞灰严重磨损激光探头，容易造成检测系统损坏与失效；第二，激光发射端与激光接收端要求中心严格完全对称。
但在烟道实际安装过程中很难保证，且锅炉在运行过程中，风机运行产生震动造成发射探头与接受探头相互错位，严重影响吸收光谱信息的捕捉；第三，随着锅炉负荷变化，烟气温度也有较大波动，造成分析检测环境变化，也会影响分析准确度。
（2）抽取式分析法A、稀释取样转化分析法稀释取样转化分析法是将烟气分三路进入分析仪，一路将烟气中HN3和NO2在750℃高温炉中转化成NO，分析测得TN总氮浓度；另一路将NOx在325℃高温炉中转化成NO，测得NOx浓度；最后一路不经处理直接测得NO浓度，则氨逃逸浓度为NT减去NOx浓度。
此分析方法的优点是传输速度快，分析仪器工作环境较好，测量精度较高。
但此法的缺陷是在抽样过程中氨的损耗不便于控制，另外在高温炉中的转化效率并没有达到百分之百，需要根据具体情况设定一定的修正系数。
B、取样激光分析法取样激光分析法又称为抽取式激光分析法，该方法检测原理与原位式激光分析方法原理相同。
都是利用激光的单色性对特定气体的吸收特性来对烟气成分中的氨气进行测定。
PIMS多点式激光光谱氨逃逸监测系统介绍与实际应用
PIMS多点式激光光谱氨逃逸监测系统介绍及实际应用摘要：本文论述了SCR工艺中多点式氨逃逸监测的重要性和紧迫性，以及氨逃逸监测的技术难点，介绍了PIMS多点式激光光谱氨逃逸监测系统的对应解决方案。
关键词：伪原位监测(PIMs), 原位检测(In-situ Measurement)，可调激光光谱(TDLAS), SCR，ABS，氨逃逸，氨逃逸分布不均一、SCR脱硝工艺中氨逃逸监测的重要性SCR(Selective Catalytic Reduction)选择性催化还原法是国际上成熟的燃煤电厂脱硝工艺，原理是利用还原剂在催化剂的作用下选择性的与烟气中的NOx发生化学反应生成N2和H2O的方法：NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O还原剂：液氨、尿素或氨水催化剂： V2O5-WO3/TiO2-SiO2但是即使SCR工艺中NH3的喷入量不过量，也不可能完全反应，总有一部分没有被反应的NH3逃逸出催化剂层，另外，由于催化剂的安装不密封，也有可能部分的NH3随着烟气从催化剂层的连接缝隙处逃逸出催化剂层。
对于燃煤电厂而言，逃逸氨最大的危害在于逃逸氨与烟气中的SO3发生反应：NH3+SO3+H20=NH4HSO4 ，NH4HSO4英文Ammonium Bisulfate,简称 ABS，ABS在一定的温度区间内呈液态，并具有粘性特征，而SCR后的空预器恰巧在这一温度区间内，液态的ABS附着在空预器的表面，并吸附烟气中的粉尘，造成空预器的前后压差增大，严重的情况是造成空预器堵塞。
空预器压差增大甚至堵塞会严重危害锅炉的运行安全，电厂必须停炉清洗空预器，故造成很大的经济损失。
研究表明，当氨逃逸超过3ppm后，空预器就容易发生堵塞。
ABS的产生也受SO3浓度的影响，SO3大部分来自SO2的转化，SCR催化剂的应用也提高了SO2的转化率。
氨逃逸量和SO3的浓度决定了ABS的生成温度区间。
以下是NH3和SO3的生成(NH4)2SO4(AS)和NH4HSO4 (ABS)生成温度区间：值得注意的是由于在实际电厂工况下，逃逸氨的量总是小于SO3的量，所以铵盐是以ABS的形态出现。
脱硝氨逃逸浓度监测技术分析
脱硝氨逃逸浓度监测技术分析康玺;吴华成;路璐;钟智坤【摘要】目前国内外用于烟气脱硝系统氨逃逸监测的方法主要包括在线仪器分析法和离线手工分析法两大类.本文在查阅大量氨逃逸监测技术相关资料的基础上,重点针对原位式激光分析法、稀释取样法、抽取式激光分析法等在线氨逃逸监测技术从工作原理、优缺点等方面进行综合论述;对靛酚蓝分光光度法、离子选择电极法、纳氏试剂分光光度法、容量法、离子色谱法等烟气采样离线分析法的分析原理、分析精度等方面进行简要论述.为电力企业了解脱硝氨逃逸监测原理、设备选取、结果分析等方面提供理论基础.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P54-57)【关键词】火电厂;脱硝;氨逃逸;监测【作者】康玺;吴华成;路璐;钟智坤【作者单位】华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045【正文语种】中文【中图分类】TM621.8脱硝氨逃逸浓度监测技术分析康玺，吴华成，路璐，钟智坤(华北电力科学研究院有限责任公司，北京100045)摘要:目前国内外用于烟气脱硝系统氨逃逸监测的方法主要包括在线仪器分析法和离线手工分析法两大类。
本文在查阅大量氨逃逸监测技术相关资料的基础上，重点针对原位式激光分析法、稀释取样法、抽取式激光分析法等在线氨逃逸监测技术从工作原理、优缺点等方面进行综合论述;对靛酚蓝分光光度法、离子选择电极法、纳氏试剂分光光度法、容量法、离子色谱法等烟气采样离线分析法的分析原理、分析精度等方面进行简要论述。
为电力企业了解脱硝氨逃逸监测原理、设备选取、结果分析等方面提供理论基础。
关键词:火电厂;脱硝;氨逃逸;监测中图分类号: TM621.8文献标识码: BDOI:10.16308/ki.issn1003-9171.2015.01.013Analysis on Denitration Ammonia Escape Monitoring TechnologyKang Xi，Wu Huacheng，Lu Lu，Zhong Zhikun(North China Electric Power Research Institute Co.Ltd.，Beijing 100045，China)Abstract: There are two types of ammonia escaping monitoring technologies as online instrument analysis and sampling and off-line analysis of gas.In this paper，specific method of the two types were aggregated and compared.The laser in situ analysis，dilution sampling method and removable laser analysis belong to online analysis type，while the off-line analysis type includes indophenol blue spectrophotometry method，ion selective electrode method，Nessler’s reagent spectrophotometric method，and volumetric method and ion chromatography method.Theories and application features of these methods were discussed，aimed to provide the theory basis for power enterprise to understand and apply about ammonia escaping monitoring technologies.Key words: power plant，denitration，ammonia escape，monitoring1 脱硝氨逃逸由来及危害在火力发电厂锅炉脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)为目前应用最多，最成熟、最有效的一种烟气脱硝技术［1-2］。
TDLAS逃逸氨检测中温度影响的研究
TDLAS逃逸氨检测中温度影响的研究张增福;邹得宝;陈文亮;赵会娟;徐可欣【摘要】Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) provides a reliable means of on-line detection technology for sampling style escaping ammonia. Since the temperature had great effects on the 2f signal in the field environment, the results must be modified. When the temperature changed from 25℃ to 250℃, the concentrations of 100 × 10-6 NH3 were detected in the Herriott cell and the 2f signals spectrogram were obtained. The results show that the 2f signal intensity decreases and the curve smooth with the temperature rising. When the pressure changed from20kPa to 100kPa, the results show that the 2f signal intensity decreasesand the curve smooth with the pressure rising. According to the above results, the experience formula of temperature correction was raised. The formula reliability was evaluated through the correction of the 50 × 10-6 concentration NH3 in different temperatures, and the error correction was within 5.1%, which greatly improved the precision of the detection. The results show that the system is suitable for online sampling style monitoring in high temperature environment.%可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)为逃逸氨的现场抽取式的检测提供了可靠的技术手段，现场环境中温度对二次谐波信号影响非常大，必须要对检测的结果进行温度的修正。
激光气体分析仪在脱硝工艺中的氨逃逸监测
监测在北美几个电厂的运行结果。连续监测的时间包括一个工厂一天到几个工厂连 续三年的监测。
实验
仪器装置
在氨逃逸监测上的所有结果都是使用 Unisearch 公司的配置近红外激光器的 SM410DA-NH3 S 系列 LasIR®获得。LasIR®分析系统包括激光器控制单元、电源供给单 元、信号处理单元和一套或多套远程光学部件单元组成。一般的，商用产品线中的 S 系列分析仪内部使用一个激光分光器或多路器使得分析仪可以做到最多同时监测 16 个监测位置。短光程（1-25 米）的烟道光学部件被安装一个外径 9 英寸的法兰上， 每个法兰上都安装装 2 英寸的光学窗口，用以激光光线的穿过和保护内部光学部件。 一个 1/4 英寸的卡套接口用以连接吹扫气体，保持粉尘侧光学窗口镜片的清洁。 LasIR®分析仪的光学系统可提供单光程和双光程的配置，本研究中有三个位置使用 单光程的光学系统，其余位置使用双光程的光学系统。双光程光学系统的聚焦准直 器、发射器和光电检测器都装配在同一个部件上，反射镜装置安装在烟囱或管道的 对面侧，使光线原路反射回到发射端。
图1
图 1 示意图中使用一个 LasIR 近红外 TDL 分析仪测量两个单独的位置。内置激光器 模块、电源模块和信号处理模块的分析仪被放置在远端控制室。光纤把分析仪发出 的激光传输到检测位置的发射端，检测位置的烟道光学系统将电信号经同轴电缆传 回到分析仪。如图所示，安装了单光程和双光程两种配置的光学系统。一个可选的 线内考核池模块（in line audit cell）用来考核系统的零点（ZERO）和跨度(SPAN)。 如图所示，靠近激光光束位置的一个检测口用来做比对测试。