浅析烟气脱硫脱硝氨逃逸量检测

浅析烟气脱硫脱硝氨逃逸量检测

孙华云

山东工业职业学院

摘要∶在脱硫脱硝装置性能验收试验中，氨逃逸浓度是主要性能指标之一，本文阐述了氨的测定方法，详细介绍了烟气中氨的采集方法和氨逃逸浓度的测定方法,探讨了电厂烟气脱硫脱硝检测技术发展现状,研究分析了电厂烟气脱硫脱硝监测分析和氨逃逸量检测。

关键词:烟气; 氨逃逸;脱硫脱硝检测

1引言

近年来烟气脱硫脱硝取得了良好的效果，干法脱硫脱硝技术中喷入NH,可以大幅度提高脱硫脱硝效率，但是不可避免地会出现NH,逃逸的问题。因此，活性焦烟气脱硫脱硝系统中的氨逃逸检测很重要，超低排放中氨逃逸浓度要求≤10 ppm，测量难度较大，而且在线NH,逃逸监测技术也存在诸多影响NH,逃逸监测数据准确度和稳定性的问题，如水分、烟尘、酸性物质进入装置中影响氨浓度的测定，若加过滤装置，在过滤装置内会积聚一定量的烟尘、水汽等会吸附烟气中的氨，从而导致采样损失，使测量结果不能够准确反应烟气中氨逃逸情况。综上原因，由于受粉尘、水汽、振动等现场条件的制约，实际工程在线仪表在测量氨逃逸方面均偏差较大,测试结果仅能作为相对变化趋势的参考，而实际的氨逃逸浓度往往仍依赖于定期测量，现场抽取一定量的烟气，利用吸附剂对其中的氨采样，然后分析测定氨浓度。采用吸收法，不需要提前除水，除烟尘，硫酸等酸性物质进入系统中不影响对逃逸量的测定。

2电厂烟气脱硫脱硝监测分析和氨逃逸量检测分析

2.1电厂烟气脱硫脱硝监测分析

脱硫技术所使用的烟气排放检测系统主要是对烟气排放的SO2以及氧、烟尘和氮氧化物等进行检测。监测烟气脱硫装置及FGD对进口和出的二氧化硫含量进行检测，以此为基础可以计算出脱硫的效率。经过FGD脱硫的净烟气二氧化硫质量浓度已经达到了50-200 mg/m3,二氧化硫的浓度比较低,但是含水量却比较高,监测的难度比较大,对于含水烟气比较高的可以采用多级除湿技术，比如选择两级的压缩机制冷或者是电子制冷除湿。采用湿法的烟气脱硫装置最高的脱硫率甚至可以达到99%，一般情况在为90%-95% 。

而脱硝技术运用的是SCR监测系统进行监测，SCR反应器是处于锅炉尾部，这个位置本身属于高尘和高危阶段,当前SCR脱硝系统的有效率一般都达到了70%以上,而且在反应器出口的位置,氮氧化合物的质量浓度需要控制在100mg/m3。在对烟气进行脱硝过程中的氮氧化合物进行检测时，一般会选择直接抽取法CEMS,这种检测方法最大的问题就是需要应对高温和高湿度腐蚀等，会对取样的探头产生不利影响，使探头出现腐蚀的现象。针对这个问题，最主要方法是使用多级除湿或者是气溶胶来进行有效过滤和除雾。另外检测中遇到的问题就在反应器的出口位置,NOx表现不均匀,导致所检测出来的结果并不准确,造成这种现象的原因有:烟气流畅呈现出不均匀的特点或者是系统的入口处氨不均匀等。解决方法如下:在SCR系统的入口处要增加导流板,使流场变得更加均匀,还可以对均匀性进行专门测试实验,也可以进行多点采样,然后把这些采集到的样本放进混合器混合均匀之后再进行分析。

2.2电厂烟气氨逃逸量检测分析

在脱硝的过程中会使用到氨，因此需要对氨的注入量进行严格控制，这必然会影响到最终氨逃逸量的检测效果。氨注入量一般是遵循一定的原则,比如它不但能够充分和氮氧化物、氧进行相应的反应之外,而且还需要降低氮氧化物的排放量。氨的注入量也不能够过量，因为在脱硝过程中注入的氨不但会使催化剂的寿命缩短,而且会增加腐蚀的力度,对烟尘造成一定污染，使得氨盐在空气预热器中不断沉积,增加了大气中氨的排放量,尤其是形成氨盐。如果温度降低,ABS会将烟气中的水分吸收,进而产生一种具有腐蚀性的溶液,使催化剂被堵塞,降低其活性,甚至会失去活性。烟气在空气预热器的热交换表面会形成ABS,也会形成一定 的沉积,使空气预热器的效率不断降低。根据相关资料显示,SCR出口的氨逃逸量(质量分数)需要控制在2x10-6至3x10-6之间，在这个范围内的话,催化剂的更换周期和空气预热器的检修周期都会延长。

采用抽取法检测的话，需要把NH3转化为NO,然后再采用化学荧光分析法来检测。采用抽取法分析,需要考虑到转换器的转换效率问题，而且在取样的过程中会出现水分吸收部分微量氨现象，对取样的准确性产生影响。如果是激光原位测量仪测量氨逃逸量的话,可以直接测量氨的浓度不用进行取样，而且也不用考虑到转换器的效率相关问题，因此后者的应用可行性更大。

3国内外电厂烟气脱硫脱硝监测技术应用现状

3.1 电厂烟气脱硫技术

脱硫的方法需要根据脱硫产物形态进行划分，分为干法、湿法和半干法等[1]。选择石灰石/石膏脱硫工艺的为湿法脱硫，也是当前世界各国使用最多的脱硫技术，在我国有85%左右的电厂选择此种脱硫技术。

3.2 电厂烟气脱硝技术.

炉内脱硝和烟气脱硝是当前很多的电厂所采用的脱硝技术,而烟气脱硝的技术主要是指SCR,即选择性催化还原技术

[2]。20世纪70年代,SCR已经在国外进入到了商业化应用的范围之内。而我国是从2003年之后才对火电厂的氮氧化物排放进行有效控制。SCR脱硝技术主要是将氨气等相关的还原剂喷在催化剂的.上游，然后在催化剂的作用下把烟气中的氮氧化物转变为氮气和水。

SCR技术的装备一般是选择放在燃煤锅炉的空气预热器和省煤器之间。刚进入反应器的烟气温度一般都是在320-420°C之间。脱硝过程中主要检测的物质为氧、氮氧化物等参数,SCR的脱硝效率通常情况下可以达到70%-90% 。另外为了对锅炉设备进行保护以及控制脱硝过程中氨气的使用，需要对氨逃逸量进行检测。

3.3国内外电厂烟气脱硫脱硝监测技术应用现状

当前CEMS和微量氨检测技术在国外应用已经十分广泛和成熟。国内虽然在烟气脱硫CEMS在线分析方面的技术已经应用比较成熟，但是由于脱硝CEMS的检测主要是应用在高温和高尘的阶段,所以应用难度比较大。在对SCR反应器出口的氨逃逸量进行检测的时候难度比较大，现在国外常用的检测方式为可调谐激光，国内也有相应的产品应用。

4结语

当前人们对于电力需求依然很大，而火力发电仍然是我国现如今最常见的发电形式。但火力发电给环境带来的污染不可忽视。国家制定专门的节能减排目标，不但使我国的脱硝工程得到了快速发展，而且也使在线监测技术得到了发展。

参考文献

[1]朱卫东.火电厂烟气脱硫脱硝监测分析及氨逃逸量检测[J]分析仪器,2010(1)88-94.

[2]张文杰.火电厂烟气脱硫脱硝系统监测分析及氨逃逸量探索构架[J]中国科技信息,2014(24)54-55.

作者：孙华云 女（1972-） 本科，从事材料工程技术教学

本论文依托项目：2019ZBXC593校城融合项目氮氧化物烟气处理技术