[實用新型]同時測量煙氣脫硝中一氧化氮和氨氣的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721460828.0
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN207423801U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王飛;李玫儀;岑可法;嚴(yán)建華;池涌;黃群星;倪明江
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本實用新型涉及大氣污染物監(jiān)測技術(shù)，旨在提供一種同時測量煙氣脫硝中一氧化氮和氨氣的裝置。該裝置包括分別通過激光控制器與信號發(fā)生器相連的一氧化氮激光器和氨氣激光器，其出射光路上各設(shè)一個準(zhǔn)直器；在光路交匯處設(shè)有第一窄帶濾光片，用于將兩路激光信號耦合后沿一條光路射入測量腔；第一窄帶濾光片、測量腔和第二窄帶濾光片位于同一光路上，后者用于將射出的激光信號重新分開并投射至兩個用于接收激光信號的測量探測器上，兩個測量探測器分別通過數(shù)據(jù)采集單元與計算機相連。本實用新型能夠更準(zhǔn)確地掌握煙道內(nèi)NO與NH3分布情況，有利于更加精確地控制局部某點的噴氨量。簡化了測量光路的布置，使整個裝置布局更加緊湊，占用面積更小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及大氣污染物監(jiān)測技術(shù)，具體涉及一種基于激光吸收光譜的同時測量煙氣脫硝中一氧化氮和氨氣的裝置。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)水平的提高，大氣污染問題越來越引起人們的重視。氮氧化物作為一種主要的大氣污染物，絕大部分來自與燃燒過程中產(chǎn)生的一氧化氮(NO)。氮氧化物進(jìn)入大氣會形成酸雨，還與光化學(xué)煙霧的形成和臭氧層破壞有關(guān)。目前，控制氮氧化物排放是我國治理大氣污染的重要措施，煙氣脫硝技術(shù)作為主要的技術(shù)手段得到了廣泛的使用。

在我國，干法脫硝是火電廠廣泛應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)，這一技術(shù)又可以進(jìn)一步分為選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。SCR技術(shù)是把還原劑(氨，尿素)噴入鍋爐省煤器下游300℃-400℃的煙道內(nèi)，在催化劑作用下，將煙氣中氮氧化物還原成無害的氮氣和水。SNCR技術(shù)是利用機械式噴槍將氨基還原劑溶液霧化成液滴噴入爐膛，在950℃-1050℃溫度區(qū)域(通常為鍋爐對流換熱區(qū))和沒有催化劑的條件下，氨氣與氮氧化物進(jìn)行選擇性非催化還原反應(yīng)，將氮氧化物還原成氮氣與水。

不管是選擇性催化還原法(SCR)還是選擇性非催化還原法(SNCR)，從某種意義上來說，脫硝反應(yīng)器就是氨反應(yīng)器。為了保證脫硝效率，通常加入的還原劑是過量的，這就不可避免地將導(dǎo)致氨逃逸的情況。而氨逃逸率控制不好，不僅將使脫硝成本增加，還會導(dǎo)致脫硝效率下降，催化劑失效，空氣預(yù)熱器換熱面腐蝕等問題。《當(dāng)前國家鼓勵發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備(產(chǎn)品)目錄》中指出，煙氣脫硝設(shè)備的氨逃逸應(yīng)不大于3ppm。為了達(dá)到最小的氨逃逸率和最大的脫除NOx效率，需要精確測量脫硝前后NO濃度和氨逃逸，控制穩(wěn)定且精確的NH3/NO投放比例。

目前關(guān)于煙氣脫硝噴氨控制系統(tǒng)的專利及研究有很多，采用的控制方法也各有利弊。例如公開號為CN105974950A的專利提出了一種包括多個噴淋頭和多個氮氧化物濃度檢測組件的爐內(nèi)煙氣脫硝噴氨智能系統(tǒng)，能夠通過獨立地控制多個噴淋頭的噴氨量更加精確地控制整個脫硝反應(yīng)。公開號為CN206483343的專利提出的脫硝噴氨自適應(yīng)優(yōu)化控制裝置，在噴氨管道與催化劑層之間的煙道側(cè)壁布設(shè)了多個吸收光譜式測量裝置，并以無線傳輸方式將激光發(fā)射器信號接入計算機。但無論采取何種控制方法，對一氧化氮和氨逃逸量進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測量是實施控制手段的前提與基礎(chǔ)。

光譜學(xué)測量方法具有對預(yù)處理的要求比較簡單，分析速度快，對氣體的選擇性好等優(yōu)點，適用于現(xiàn)場工況比較復(fù)雜的測量環(huán)境。將激光吸收光譜測量與波長調(diào)制法結(jié)合，能夠降低氣體的探測下限，適用于低濃度氣體的測量。測量原理為：

可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)的基本原理是氣體的受激吸收。一束單色激光通過被測氣體后，激光強度的衰減遵循Beer-Lambert定律：