优化脱硝过程

激光二极管分析仪LS4000。脱硝过程中氨滑移的测量。

燃烧是所有工业部门中最流行的工业过程之一，燃料中的化学能，如天然气、煤炭或石油，通过氧化转化为热。这种热量对于很多生产过程都是必要的，比如燃煤电厂的发电过程。烟道气含有一系列对环境和人有害的空气污染物。

随着环境保护的持续敏感性，空气污染物的减少在国际上获得了政府的关注。除了另外的氮氧化物（NOx），其包含氮二氧化氮（没有₂)和一氧化氮(NO)被认为是破坏环境的主要原因。因此，其排放受到国家和超国家法规的严格限制。

以遵守排放限制，应用了各种措施，通常可以分为初级和次要措施。

• 初级措施旨在避免在燃烧过程本身期间的NOx的发展
• 相比之下，在烟气排放到环境之前，次要措施取出污染物

由于主要措施倾向于具有不充分的效率水平，因此烟气处理系统的次要措施通常在实现排放限制的关键作用。

烟道气处理系统的一部分，其中发生氮氧化物的分离是脱硝单元（参见图1）。

图1。以燃煤电厂为例，将脱硝装置作为烟道气体处理的一部分。

测量任务 - 氨滑动测量

如图1所示，锅炉排出的废气进入脱硝装置，氧化氮通过化学反应被消除。

用于化学去除NO和NO₂，还原剂，例如氨（NH_3.），喷射到单元上的顶部空间或上游的烟道气中。

基于NO / NO不断调节注射氨的浓度₂废气中的浓度。即使标准原则相同，二级措施也可以分为两类。

经常使用的技术是选择性催化还原（SCR），其利用催化剂加速氮氧化物的还原。

相反，替代的选择性非催化还原（SNCR）不利用催化剂，但需要更高的过程气体温度。

由于所需的过程温度较低，减少超过95％，SCR重复首选技术。

在SCR的情况下，氨和烟道气的混合物通过催化剂，其中氮氧化物在SCR催化剂上降低以产生基本氮和水蒸气。下游到SCR单元，刚刚很少NOX和NH_3.分子存在。

残留的NH._3.出口处的浓度称为氨滑动，其连续监测（参见图1）。

为什么这种测量对工厂操作人员很重要?

总的来说，在SCR和SNCR脱硝单元后进行氨滑移测量的动机是不同的。

• 首先，测量有助于工厂操作人员权衡是否有足够的氨存在以实现NOx的目标转化，以及同时最小化氨消耗和氨滑移。这可以减少还原剂的相关操作成本，但仍符合排放法规。
• 其次，氨滑动有助于建立SCR单元中催化剂再生的最佳时间点。如果在未改变的条件下氨滑动的趋势增加，这是催化剂活性正在下降的指标。

氨滑移的测量单位为脱硝单位。

• 第三，监测氨滑动是至关重要的，因为它可能对下游设备产生有害影响。2020欧洲杯下注官网在Denox出口后，未使用的氨与烟气中存在的酸性气体成分反应。这导致氨盐的产生，其中纯硫酸铵尤其导致问题。由于DENOX单元下游的温度下游，二硫酸铵在下游设备（例如空气预热器）的表面上收集，导致增加压降或在设备的最坏情况下堵塞。2020欧洲杯下注官网此外，氨二硫酸盐与来自烟道气的水的组合也可以导致下游设备的腐蚀。2020欧洲杯下注官网
• 最后，过量的氨会污染粉煤灰，而粉煤灰经常作为副产品出售给水泥行业。如果超过质量限制，灰将不能再出售。这相当于影响运营总盈利能力的财务损失。

总之，这种测量使操作者能够

• 提高脱硝过程的效率和
• 最小化由过量氨造成的下游问题，维护工作和相关成本。

可控硅工艺示意图。

应用反硝化技术

通常的工艺条件和测量范围都依赖于应用的反硝化技术(SNCR或SCR)。在可控硅的情况下，测量范围通常在低ppm(百万分之一)范围和可控硅的通常条件如表1所示。对于SNCR而言，氨滑和相关的测量范围通常较高。除了NH_3.，可选H₂o通常另外进行测量。

传统上使用技术

从历史上看，提取分析仪-经常是间接的，差分技术-已经被应用于这种测量任务。然而，由于氨的粘性和反应性，很难测量其萃取性。它可能在样品处理系统中丢失或由于氨盐的形成导致管堵塞。由于通常的测量范围是几个[ppm]，因此需要一种具有更高灵敏度的测量技术。

ABB的解决方案

ABB的LS4000是一种原位交叉堆叠分析仪，应用可调谐二极管激光吸收光谱（TDLA）的非常选择性，光学测量原理。该装置具有具有激光光源的发射机单元和具有照片检测器的接收器单元，通过接线盒连接，该接线盒包括包括模拟输出和电源的所有接口。

高度选择性测量几乎是无交叉干扰

光学测量标准可调谐二极管激光吸收光谱（TDLA）允许直接，几乎交叉干扰的自由测量。由于激光束的窄光谱线宽和窄扫描窗口，仅扫描目标测量部件的吸收线。因此，实现了测量的高选择性和准确性，这实现了低PPM级NH的要求_3.测量。

快速直接

不需要像萃取系统中使用的样品运输和调节，因为LS4000直接安装在过程中(原地)。这防止了样品系统中氨的损失，并将样品处理组件的维护工作降至最低。此外，LS4000保证了更有代表性的测量，因为通过测量管道可以注意到局部的浓度点(例如由于催化剂效率的不均匀性)。

安全、紧凑、方便

此外，LS4000的紧凑和轻质外壳使LS4000无响应振动，使LS4000更容易处理。由于其长期稳定性，降低了校准的维护工作。

清洁燃煤电厂。

激光二极管分析仪LS4000。

表1。氨氮的典型工艺条件_3.滑动（SCR）。

	二极管激光分析仪LS4000
测量范围	NH3.：0 ... 10到0 ... 50 ppm H2O：0 ... 30到0 .... 40 Vol％
工艺温度	250年……400°c(482…752°F)
工艺压力	980年……1040 mbar abs。
粉尘负荷	<5 g / m3.
典型的开放路径长度	2…5米(6.6…16.5英尺)

这些信息已经从ABB测量与分析公司提供的材料中获得、审查和修改。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问ABB测量与分析。