Оксиды азота, содержащиеся в выбросах дымовых газов угольных котлов, являются важными прекурсорами загрязнения воздуха. Контроль общего объема выбросов NOx в процессе сжигания угля находится в центре внимания национальных природоохранных законов. Методы селективного каталитического восстановления (SCR) и селективного некапитального восстановления (SNCR) в настоящее время являются основными технологиями деснитизации дымовых газов. При впрыске аммиака или мочевины в дымовой газ его основной компонент NH3 химически реагирует с оксидами азота, образуя экологически безопасные N2 и H2O. Чтобы оптимизировать эффективность распыления аммиака и снизить выбросы и потребление NH3, остаточная концентрация NH3 в дымовых газах должна контролироваться в режиме реального времени. Как правило, контрольные приборы для удаления аммиака устанавливаются в конце восстановительной реакции после инъекции аммиака (на отметке ниже).

Схема обезнитривания типичной угольной электростанции SCR

Проблемы с традиционными методами анализа аммиака в режиме онлайн
Дымоход с использованием прямой установки на стрельбу, высокая точность отверстия для фланца, в суровых условиях установки, таких как вибрация, расширение и усадка дымового канала, точность света прибора трудно достичь требований к использованию, что напрямую влияет на стабильность и точность системы.
Онлайновая аналитическая система на месте не может быть проверена и откалибрована с помощью стандартного газа
NH3 Доступный спектр поглощения для ближнего инфракрасного анализа узкий, пик поглощения небольшой, подвержен помехам других компонентов газа
Нижний предел измерения прибора NH3 для ближнего инфракрасного анализа 1 ppm с низким разрешением

Технический обзор настраиваемого полупроводникового лазерного абсорбционного спектра (TDLAS)

В настоящее время эффективный и экономически эффективный метод обнаружения высокотемпературного высвобождения аммиака - это метод обнаружения TDLAS. TDLAS предпочтительнее для пользователей из - за меньшего количества уязвимых компонентов и отсутствия необходимости разбавления образцов газа. Основной принцип состоит в том, чтобы настроить длину волны конкретного полупроводникового лазера таким образом, чтобы он пересекал измеренную спектральную линию поглощения газа, пропускающий свет, поглощенный газом, получает фотоэлектрический детектор, извлекает гармоническую составляющую спектра пропускания через модуль усиления по цепной фазе и противодействует информации о концентрации газа, подлежащего измерению.

Преимущества технологии QCL - TDLAS в Шанхае
Шанхайский кластер использует технологию QCL - TDLAS, а целевая спектральная линия является самым сильным пиком поглощения молекул аммиака в среднем инфракрасном диапазоне. Исследования молекулярной спектроскопии показывают, что инфракрасные линии поглощения в молекулах аммиака в десятки раз сильнее, чем линии поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне, и при тех же условиях измерения точность обнаружения может достигать уровня ppb, что в десятки раз больше, чем в ближнем инфракрасном диапазоне TDLAS. Компания Revolution Union использует ведущую в мире полупроводниковую QCL в качестве источника лазера, в сочетании со стабильной и надежной конструкцией оптического пути и эксклюзивной технологией обработки сигналов, так что технология оптического зондирования TDLAS достигла беспрецедентной точности и стабильности, решает ситуацию плохой стабильности и низкой точности аммониометра в ближнем инфракрасном диапазоне, может полностью удовлетворить рыночный спрос.

Сопоставление интенсивности спектральных линий поглощения молекул аммиака в ближнем инфракрасном диапазоне (в синей рамке) и в среднем инфракрасном диапазоне (в красной рамке)

Преимущества продукции

• Устранение искажений обнаружения дымовых труб с большим сечением и микроконцентрацией в системе лазерного анализа на месте; вибрация дымохода, изменение температуры окружающей среды, вызывающее изменение напряжения дымохода и другие факторы, вызванные неопределенностью света; Высокая пыль, высокая влажность на лазерном обнаружении влияет на лазерную проницаемость; Пыль дымового газа и коррозионный газ адсорбируются на поверхности линзы, вызывая кокс линзы, накипение влияет на лазерное обнаружение; Невозможно выполнить такие прикладные проблемы, как онлайновая калибровка.
Лазерный отборочный метод измерения с использованием метода отбора проб, дымовой газ извлекается из дымохода и очищается от пыли и попадает в газовую аналитическую комнату, используя технологию TDLAS для обнаружения. Весь процесс отбора проб сопровождается теплом, и данные о концентрации газа, подлежащего измерению, являются реальными и надежными. Устройство может быть маркировано и отрегулировано стандартным газом. Эффективно избегает воздействия вибрации дымохода, теплового расширения и других факторов на лазерное обнаружение. Подходит для мониторинга источников загрязнения дымовыми газами в суровых условиях и сложных условиях.
• Структура системы облегчает последующее обслуживание, калибровку, очистку и расширение функций

Сравнение технологии QCL - TDLAS и общей технологии обнаружения NH3

Технические параметры

Принцип измерения: спектроскопия лазерного поглощения сверхвысокоточного квантового каскада второго поколения (QCL - TDLAS)

Технические показатели

Диапазон измерений 0 - 10 ppm, 0 - 100 ppm (дополнительные измерения необязательно)
Время отклика 0 0
Линейная погрешность < 1% F.S.
Повторяемость 1% F.S.
Измерительный дрейф 1% F.S. / полгода
Нижний предел обнаружения 0,01 ppm
Период калибровки / технического обслуживания 2 раза в год
Время подогрева - 30 минут.
Аномалия данных 1 раз / полгода
Вибрационная устойчивость 7 мм / с (выдерживает общую вибрацию)
Встроенная емкость хранения данных 8 ГБ, непрерывное хранение данных в течение 2 лет в нормальном рабочем состоянии

Условия работы
Источник питания 200 - 240 VAC 50 Гц
сжатый воздух
Температура окружающей среды - 10°C - 50°C (без затвердевания)
Температура дымового газа 100 - 600 °C
Потребление энергии < 1,5 кВт

Предварительная обработка

Размер изделия 1700×600 × 600 мм (высота × ширина × глубина)
Прямая экстракция методом обработки (тепловая влажность)
Отбор проб без особых требований
Температура пробного газа ≥ 180°C (точка полного охлаждения отсутствует)
Содержание воды не требует конденсации
Точность фильтрации пыли < 0,5 мкм
Операционный интерфейс Человеческое взаимодействие (HMI)
Класс защиты IP54

Интерфейсный сигнал

Выход аналоговой величины 2 канала 4 - 20mA (максимальная изолированная нагрузка 750 Ω)
Цифровой выходной стандарт RS485 Modbus с опцией Ethernet
Выход реле

Монтаж

Способ установки
Фланец DN65 PN16 (GB HG20592 - 97)

Промышленное применение

технологический участок ДНТ ТЭС

Процесс обесцвечивания цементооборотных печей
Установка для сжигания отходов