氨逃逸在线监测系统分析技术原理

在工业气体排放处理中，有一个概念叫“氨逃逸”：锅炉燃烧烟气而产生的氮氧化物会引起酸雨、光化学烟雾和雾霾等污染问题，因此需要对烟气进行脱硝处理。当前，各大火电厂主要通过让氨和催化剂与氮氧化物反应来实现脱硝。然而在实际操作中，为达到环保要求往往会使用过量的氨，这就造成在脱硝过程中未参与反应的氨也会随着烟气进入下游设备，这就是氨逃逸。

氨逃逸如果过量，堆积在设备中则会形成铵盐，使催化剂失活，造成设备堵塞、腐蚀等，增加火电厂的运营成本。基于此，对氨逃逸量的监测尤为重要。

据悉，在氨逃逸监测上，大多数火电厂采用的是近红外激光分析设备，这种技术对于结构稳定性要求高，在高温高湿高粉尘的环境下，企业无法准确测量氨逃逸在各脱硝出口的分布情况，且维护量巨大，不能长期运行。如何确保可靠、准确地监测氨逃逸量，一直以来都是火电厂的一大痛点。

原位式激光氨逃逸监测系统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。