Tlenki azotu zawarte w emisjach gazów spalających kotły węglowe są ważnymi prekursorami zanieczyszczenia powietrza, a kontrola całkowitej ilości emisji gazów spalających NOx w procesie spalania węgla jest priorytetem krajowych przepisów ochrony środowiska. Technologia selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) i selektywnej redukcji nekatalitycznej (SNCR) jest obecnie główną technologią denitrofikacji gazów dymowych. Poprzez wstrzykiwanie amoniaku lub moczu do gazu dymowego, którego główny składnik NH3 reaguje chemicznie z tlenkami azotu, tworząc nieszkodliwy dla środowiska N2 i H2O. Aby osiągnąć optymalną wydajność natrysku amoniaku oraz zmniejszyć emisję i zużycie NH3, konieczne jest monitorowanie w czasie rzeczywistym pozostałego stężenia NH3 w gazie dymowym. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenie monitorujące ucieczkę amoniaku jest zainstalowane na końcu reakcji redukcyjnej po wstrzyknięciu amoniaku (w notatce poniżej).

Typowy schemat procesu denitrofikacji SCR w elektrowni węglowej

Problemy z tradycyjnymi metodami analizy amoniaku uciekającego online
Kanał dymowy jest montowany bezpośrednio, dokładność otwarcia flanszy jest wysoka, w trudnych warunkach instalacji, takich jak wibracje, rozszerzenie i skurczenie kanału dymowego, dokładność światła instrumentu jest trudna do osiągnięcia wymagań użytkowania, bezpośrednio wpływa na stabilność i dokładność systemu.
System analizy online w miejscu nie ma dostępu do gazu do kontroli i kalibracji
Dostępne spektrum absorpcji dla analizy bliskiej podczerwieni NH3 jest wąskie, szczyty absorpcji są małe i podatne na zakłócenia innych składników gazu.
Dolny limit pomiaru instrumentu do analizy bliskiej podczerwieni NH3 1 ppm, niska rozdzielczość

Spectrum absorpcji laserowej półprzewodnikowej (TDLAS)

Obecnie skuteczna i opłacalna metoda wykrywania ucieczki z denitroamoniaku w wysokiej temperaturze to metoda wykrywania TDLAS. TDLAS jest bardziej preferowany przez użytkowników ze względu na mniejszą liczbę podatnych na zużycie części i brak potrzeby rozcieńczenia gazu. Jego podstawową zasadą jest dostosowanie określonej długości fali lasera półprzewodnika, aby przeszedł przez linię absorpcji pomiarowego gazu, światło transmisyjne po absorpcji gazu jest odbierane przez detektor fotoelektryczny, składnik harmoniczny spektrum transmisyjnego jest wydobywany przez moduł wzmacniający blokowany, odwracając informacje o stężeniu gazu do pomiaru.

Zalety techniczne QCL-TDLAS
Szanghajski zespół wykorzystuje technologię QCL-TDLAS, a linia docelowa jest najsilniejszym szczytem absorpcji cząsteczek amoniaku w średnim pasmie podczerwonego. Badania spektroskopiczne molekularne wykazały, że linia absorpcji podczerwonej w cząsteczkach amoniaku jest dziesiątki razy silniejsza niż linia absorpcji bliskiej podczerwieni, a w tych samych warunkach pomiarowych dokładność wykrywania może osiągnąć poziom ppb, dziesiątki razy większa niż TDLAS bliskiej podczerwieni. Rewolucyjne zastosowanie wiodącego międzynarodowego półprzewodnika QCL jako źródła lasera, w połączeniu ze stabilną i niezawodną konstrukcją ścieżki optycznej i ekskluzywną technologią przetwarzania sygnału, dzięki czemu technologia czujników optycznych TDLAS osiąga bezprecedensową dokładność i stabilność, rozwiązując sytuację obecną słabej stabilności i niskiej dokładności pomiaru amoniaku bliskiej podczerwieni, która może w pełni zaspokoić zapotrzebowanie rynkowe.

Kontrast intensywności linii absorpcji w podczerwieni bliskiej (w niebieskiej ramce) i podczerwieni średniej (w czerwonej ramce) cząsteczek amoniaku

Zalety produktu

Rozwiązywanie zakłóceń wykrywania układu analizy laserowej in situ o dużym przekroju i mikrostężeniu; Niedokładność światła spowodowana przez wibracje kanalu dymowego, zmiany temperatury otoczenia, zmiany napięcia kanalu dymowego i inne czynniki; Wysoki kurz i wysoka wilgotność wpływają na przepuszczalność lasera; Pył dymowy i gazy korozyjne wchłaniają się na powierzchnię soczewki, powodując skupienie się soczewki, wykrywanie laserowe wpływające na skalowanie; Problemy z aplikacjami, takie jak kalibracja online, nie są możliwe.
Metoda pomiaru pompowania laserowego wykorzystuje metodę pobierania próbek, pompowanie gazu dymowego z kanalu dymowego i po usunięciu pyłu i oczyszczeniu do komory analizy gazu, wykorzystując technologię TDLAS do testowania. Przez cały proces pobierania próbek towarzyszy ogrzewanie, a dane dotyczące stężenia gazu do pomiaru są prawdziwe i wiarygodne. Urządzenie może być skalowane i zerowane za pomocą standardowej detekcji gazu. Skutecznie unika wpływu wibracji dymowego, rozszerzenia ciepła i innych czynników na wykrywanie laserowe. Nadaje się do monitorowania źródeł zanieczyszczeń gazów dymowych w trudnych warunkach środowiskowych.
Struktura systemu ułatwia późniejszą konserwację, kalibrację, czyszczenie i rozszerzenie funkcjonalności

Shanghai Integrated QCL-TDLAS w porównaniu z ogólną technologią badania NH3

Parametry techniczne

Zasada pomiaru Spectrum absorpcji laserowej kaskady ultra-wysokiej precyzji drugiej generacji (QCL-TDLAS)

Wskaźniki techniczne

Zakres pomiaru 0-10ppm, 0-100ppm (więcej opcji pomiaru)
Czas odpowiedzi ≤10s
Błąd liniowy ≤±1% F.S.
Powtarzalność ≤1% F.S.
Rozmiar przesunięcia ≤±1% F.S./pół roku
Dolny limit wykrywania 0,01 ppm
Cykl kalibracji / konserwacji ≤ 2 razy w roku
Czas podgrzewania ≤30 min
Wskaźnik nieprawidłowości danych ≤ 1 raz / pół roku
Odporność na wibracje ≤7 mm / s (może wytrzymać ogólne drgania)
Wbudowana pojemność przechowywania danych 8GB, ciągłe przechowywanie danych przez 2 lata w normalnym stanie pracy

Warunki pracy
Zasilanie 200-240 VAC 50Hz
Gaz przeciwdmuchany Czyste powietrze do przyrządów
Temperatura otoczenia -10 ° C do 50 ° C (bez kondensacji)
Temperatura gazu dymowego 100-600°C
Zużycie mocy <1.5KW

Przetwarzanie wstępne

Rozmiary produktu 1700 x 600 x 600 mm (wysokość x szerokość x głębokość)
Sposób przetwarzania Pompowanie bezpośrednie (metoda ciepło-mokra)
Przepływ próbkowania Brak specjalnych wymagań
Temperatura próbki ≥ 180 ° C (bez punktu zimnego)
Zawartość wody Bez konieczności kondensacji
Filtrowanie pyłu Dokładność filtracji < 0,5 μm
Interakcja człowieka-maszyny (HMI)
Klasa ochrony IP54

Sygnał interfejsu

Wyjście analogowe 2 wyjścia 4-20mA (maksymalne obciążenie izolowane 750 Ω)
Wyjście cyfrowe Standard RS485 Modbus, opcjonalny Ethernet
Wyjście przekaźnika 3 wyjścia

Instalacja

Sposób instalacji
Kołnierz próbkowy DN65 PN16 (GB HG20592-97)

Zastosowania przemysłowe

Sekcja procesu denitrofikacji w elektrowni cieplnej

Proces denitrofikacji pieca obrotowego cementu
Spalanie odpadów