一種同時測試煙氣和煙塵中氨逃逸含量的裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種同時測試煙氣和煙塵中氨逃逸含量的裝置及方法，主要用于高精 度測量脫硝反應器出口氣態氨和吸附在煙塵中的總氨逃逸濃度，屬于環保測試技術領域。
【背景技術】
[0002] 當前及可預見的將來火力發電仍然是我國主要電力供應方式，但是燃煤發電過程 中產生的大量的氮氧化物NOx嚴重破壞我們賴以生存的自然環境，當下隨著人們環保意識 的不斷提高，NOx控制技術得到廣泛的應用。近年來我國火力發電廠進行脫硝裝置的大規 模集中改造，目前火力發電廠脫硝工藝主要為選擇性催化還原法（Selective Catalytic Reduction 簡稱 SCR)及非選擇性催化還原法（Selective No Catalytic Reduction 簡稱 SNCR)，兩種方法均通過氨基還原劑與煙氣中的NOx的反應生成隊和H 20,區別在于SCR方 法需要借助催化劑才能進行，且催化劑活性受溫度影響極大；SNCR法是將氨基還原劑直接 噴入高溫煙氣中，在高溫條件下使氨基還原劑與NOx反應。應用這兩種脫硝方法噴入爐內 的氨基還原劑很難完全與煙氣中的NOx反應，均會造成少量未反應的氨隨煙氣排向下游設 備，此部分未參與反應的氨叫做氨逃逸，也叫逃逸氨。氨逃逸一方面造成二次污染，另一方 面嚴重影響脫硝裝置下游設備的安全高效運行。按照行業內相關要求：應用SCR法氨逃逸 應小于3ppm，應用SNCR法氨逃逸應小于lOppm。
[0003] 在實際應用過程中氨逃逸不僅會造成污染，也會危及機組的安全高效運行。未反 應的氨會與煙氣中的酸性氧化物(如SO 3)結合生成銨鹽（NH4HSO4),如果該物質附著在催化 劑模塊表面，會造成催化劑失活和阻塞，嚴重影響催化劑的化學壽命；逃逸氨與煙氣中的酸 性氧化物等生成的銨鹽會附著在下游設備表面，造成設備的腐蝕和阻塞，導致煙氣沿程阻 力升高，同時縮短機組檢修周期，致使運行、維護費用增加。因此需要一種精確高效的氨逃 逸測試裝置。
[0004] 國內外氨逃逸監測分析領域主要采用的是原位式激光分析法，其工作原理是應用 特定氣體對激光的吸收特性進行分析，分析儀一般設計成探頭型結構，直接安裝在煙道角 部位置，激光的發射端和接收端安裝在煙道上，激光通過發射端照射煙道內煙氣，被接受端 反射或接收后，將光信號傳至分析儀，通過光電信號轉換，即可得出NH 3濃度。在應用過程 中原位式激光分析法暴露出一些缺點，嚴重影響其測試精度，原位式激光分級法缺點總結 如下。
[0005] (1)發射端和接收端工作環境惡略，高塵、高溫致使發射端與接收端棱鏡的使用壽 命嚴重縮短，直接增加相關設備的維護成本； (2) 由于煙道的不規則震動，不能長期保證發射端與接收端對準，儀器不能連續的傳輸 有效數據； (3) 儀器不能頻繁標定和校驗，測量精度無法保證； (4) 煙道中煙塵濃度很高，嚴重影響了激光在煙道中的穿透距離，測量偏差增加； (5) 測試位置局限在煙道角部，不能有效反應煙道截面氨逃逸濃度。
[0006] 現在也有其他用于測試氨逃逸濃度的裝置，如公開日為2014年07月23日，公開 號CN103940778A的中國專利中，公開了一種用于煙氣逃逸氨的測量系統，該用于煙氣逃逸 氨的測量系統包括測量裝置和采樣裝置，所述測量裝置包括激光器、抽氣栗和抽氣管所述 采樣裝置與測量裝置連接的安裝管段、與采樣頭連接的采樣管段以及設置在安裝管段和采 樣管段之間與安裝管段和采樣管段套裝的可伸縮采樣管，每組管段直徑尺寸遞減，實現套 裝，該測量系統只能用于煙道煙氣逃逸氨測量。
[0007] 綜上所述，目前還沒有一種測量精確，且能夠同時測試煙氣和煙塵中氨逃逸含量 的裝置及方法。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種同時測試煙氣和 煙塵中氨逃逸含量的裝置及方法。采用抽取式采樣法，將煙氣及煙塵抽到煙道外部，通過溶 解吸收將煙氣中以氣態形式游離存在的氨和吸附在煙塵表面中的氨全部轉化成離子態的 氨，進而能夠準確分析煙氣中氨含量，從而避免了因單獨測試煙氣中氨含量，忽略了吸附在 煙塵中的氨而導致的氨逃逸測量值較實際值偏小的現象發生。同時保證測量裝置至于煙道 之外，避免高溫、高塵煙氣對置于煙道內部儀器的損傷，此外，測試儀器外置能夠最大限度 的方便維護和檢修作業。
[0009] 本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該同時測試煙氣和煙塵中氨逃逸含量 的裝置的結構特點在于：包括吸收液供應栗、吸收液儲藏器、冷凝器、一號蠕動栗、二號蠕動 栗、分析儀、廢液管、分析儀沖洗水栗、沖洗水儲藏器、冷凝器沖洗水栗、三號電磁閥、六號電 磁閥、七號電磁閥、流量計、單片機、導氣管、一號出樣品管、二號出樣品管、冷凝器沖洗管、 分析儀沖洗管、一號抽氣管、二號抽氣管、吸收液供應管和用于從煙道內取樣氣且將樣氣從 煙道內引導到煙道外的取樣管，所述冷凝器包括一號電磁閥、二號電磁閥、一號冷凝瓶、二 號冷凝瓶、四號電磁閥、五號電磁閥、一號導氣支管、二號導氣支管、一號沖洗支管、二號沖 洗支管、一號排沖洗液管和二號排沖洗液管，所述取樣管插入在煙道中，該取樣管的一端露 在煙道外；所述導氣管的一端和取樣管的一端連接，所述吸收液供應管的一端位于吸收液 儲藏器內，該吸收液供應管的另一端和導氣管連接，所述吸收液供應栗安裝在吸收液供應 管上，所述一號導氣支管的一端和二號導氣支管的一端均和導氣管的另一端連接，所述一 號導氣支管的另一端和一號冷凝瓶連接，所述一號電磁閥安裝在一號導氣支管上，所述一 號抽氣管的一端和一號冷凝瓶的頂部連接，該一號抽氣管和流量計連接，所述六號電磁閥 安裝在一號抽氣管上，所述一號出樣品管的一端和一號沖洗支管的一端均連接在一號冷凝 瓶的底部，所述一號出樣品管的另一端和分析儀連接，所述一號蠕動栗安裝在一號出樣品 管上，所述廢液管和分析儀連接，所述一號排沖洗液管的一端和一號冷凝瓶的下部連接， 所述四號電磁閥安裝在一號排沖洗液管上；所述二號導氣支管的另一端和二號冷凝瓶連 接，所述二號電磁閥安裝在二號導氣支管上，所述二號抽氣管的一端和二號冷凝瓶的頂部 連接，該二號抽氣管和流量計連接，所述七號電磁閥安裝在二號抽氣管上，所述二號出樣品 管的一端和二號沖洗支管的一端均連接在二號冷凝瓶的底部，所述二號出樣品管的另一端 和分析儀連接，所述二號蠕動栗安裝在二號出樣品管上，所述二號排沖洗液管的一端和二 號冷凝瓶的下部連接，所述五號電磁閥安裝在二號排沖洗液管上；所述冷凝器沖洗管的一 端和分析儀沖洗管的一端均位于沖洗水儲藏器內，所述分析儀沖洗管的另一端和分析儀連 接，所述分析儀沖洗水栗安裝在分析儀沖洗管上，所述三號電磁閥安裝在冷凝器沖洗管的 另一端，所述冷凝器沖洗水栗安裝在冷凝器沖洗管上，所述一號沖洗支管的另一端和二號 沖洗支管的另一端均連接在三號電磁閥上，所述分析儀和流量計均和單片機連接。
[0010] 作為優選，本發明所述吸收液供應管的另一端靠近取樣管的一端。
[0011] 作為優選，本發明所述流量計為電子流量計。
[0012] 作為優選，本發明所述取樣孔位于取樣管的前部，并行設置靠背管，以實現等速采 樣。
[0013] 作為優選，本發明所述取樣管和煙道內的煙氣流動方向垂直。
[0014] 作為優選，本發明所述取樣孔的朝向和煙道內的煙氣流動方向相反。
[0015] 作為優選，本發明所述取樣管的一端靠近煙道的外壁。
[0016] -種使用所述的裝置進行同時測試煙氣和煙塵中氨逃逸含量的方法，其特點在 于：所述方法的步驟如下： 步驟一：裝置通電自檢，然后啟動冷凝器； 步驟二：在吸收液儲藏器中盛有能夠快速將樣氣中的氨轉化為離子態氨并提供穩定 儲存環境的吸收液，所述吸收液為摩爾濃度〇. 〇5mol/L的稀硫酸，待冷凝器的溫度達到 4±2°C后，啟動吸收液供應栗，先用吸收液沖洗管路，并對吸收液進行氨含量測定，以此作 為氨含量的測試零點；開啟一號冷凝瓶、一號電磁閥和六號電磁閥，關閉二號冷凝瓶、二號 電磁閥、三號電磁閥、四號電磁閥、五號電磁閥和七號電磁閥，啟動流量計，煙道內的樣氣經 取樣管流到導氣管，含塵的樣氣與吸收液在導氣管中充分接觸，并進入冷凝器的一號冷凝 瓶中，在一號冷凝瓶中充分冷凝，