一种气液转移法逃逸氨在线检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在线检测装置及方法，具体涉及一种气液转移法逃逸氨在线检测 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国以SCR和SNCR工艺为主的火力发电厂烟气脱硝装置已普遍开始投入 运行。SCR、SNCR装置出口逃逸氨（烟气中未反应的氨气浓度）的大小对下游设备的安全 运行至关重要，SCR装置通常都要求控制在3 μ L/L以内，SNCR通常要求控制在10 μ L/L以 内。由于运行中烟气条件和催化剂活性的变化会影响逃逸氨的大小，为保证下游设备安全 运行，现有SNCR和SCR装置出口都装有在线逃逸氨检测装置，使运行人员得以实时监测。
[0003] 然而，现有的在线逃逸氨监测装置实际运行情况不能满足监测要求，最好的情况 下也仅能反应出趋势，无法提供需要的检测精度。这些装置的测量原理为原位激光法，问题 主要根源为：由于ΝΗ3的吸收光谱与Η20接近，水分的干扰难以消除；原位安装法受烟气中 含尘量大小的影响无法避免；发射和接收传感器安装在烟道上，由于温度等变化会引起烟 道的膨胀或收缩，对光的偏移无法避免。然而，在电厂运行过程中，蒸汽吹灰和升降负荷都 会引起烟气水分、灰浓度、烟气温度的大幅度变化，因此，目前所普遍采用的基于原位激光 法的逃逸氨在线监测装置从原理上来讲存在无法克服的困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种气液转移法逃逸氨在线 检测装置及方法，该装置及方法可以在线精确检测逃逸氨浓度。
[0005] 为达到上述目的，本发明所述的气液转移法逃逸氨在线检测装置包括液体流量 计、吸收液供应系统、烟尘过滤器、液膜换热吸收管、气液一级分离器、流通池、测量控制系 统、用于检测流通池内吸收液所含NH 4+浓度的水质氨氮传感器；
[0006] 所述烟尘过滤器位于待检测的烟气输送管道内，烟尘过滤器的出口与液膜换热吸 收管的烟气入口相连通，吸收液供应系统的吸收液出口与液膜换热吸收管的吸收液入口相 连通，液膜换热吸收管的气液出口与气液一级分离器的气液入口相连通；
[0007] 气液一级分离器的烟气出口通过气体流量计与烟气采样泵的入口相连通，烟气采 样泵的出口处设有用于检测烟气中氧气浓度的氧气浓度传感器；
[0008] 气液一级分离器的吸收液出口与流通池的液体入口相连通，流通池的液体出口与 液体流量计的液体入口相连通；
[0009] 测量控制系统的输入端与液体密度传感器的输出端、氧气浓度传感器的输出端、 水质氨氮传感器的输出端、液体流量计的输出端及气体流量计的输出端相连接。
[0010] 还包括循环冷水机，循环冷水机的入水口与液膜换热吸收管的冷却水出口相连 通，液膜换热吸收管的冷却水入口与气液一级分离器的冷却水出口相连通，气液一级分离 器的冷却水入口与循环冷水机的出水口相连通。
[0011] 气液一级分离器的吸收液出口与流通池的液体入口通过气液抽取泵相连通。
[0012] 所述液体流量计为敞口液体流量计；
[0013] 所述敞口液体流量计包括积液管、液位变送器、电磁脉冲计量泵、控制器、以及用 于检测积液管中液体的液位信息的液位变送器，液位变送器的输出端与控制器的输入端相 连接，控制器的输出端与电磁脉冲计量泵的控制端相连接，电磁脉冲计量泵的液体入口与 积液管底部的液体出口；
[0014] 所述积液管的入口与流通池的液体出口相连通。
[0015] 所述液膜换热吸收管包括吸收液分配室、烟气传输管、冷却液循环室、烟气回流冷 却室及深冷盘管；
[0016] 所述吸收液分配室上设有吸收液入口及吸收液出口，烟气回流冷却室位于冷却液 循环室内，烟气传输管的出口及吸收液分配室的吸收液出口均与烟气回流冷却室顶部的入 口相连通，深冷盘管的上端穿过冷却液循环室的底部与烟气回流冷却室底部的出口相连 通，冷却液循环室上下两端的侧面分别设有冷却液出口及冷却液入口；
[0017] 所述烟气传输管的入口与烟尘过滤器的出口相连通，吸收液分配室的吸收液入口 与吸收液供应系统的吸收液出口相连通，冷却液循环室的冷却水入口与气液一级分离器的 冷却水出口相连通，冷却液循环室的冷却水出口与循环冷水机的入水口相连通，深冷盘管 下端的气液出口与气液一级分离器的气液入口。
[0018] 本发明所述的气液转移法逃逸氨在线检测方法包括以下步骤：
[0019] 待检测的烟气输送管道中的烟气进入到烟尘过滤器中，并通过烟尘过滤器过滤掉 烟气中颗粒物，再进入到液膜换热吸收管，液膜换热吸收管通过吸收液吸收掉烟气中的氨 气，并对烟气进行干燥，然后将吸收液及干燥后的烟气输送到气液一级分离器进行气液分 离，其中，分离出来的吸收液进入到流通池中，流通池中的吸收液进入到液体流量计中，分 离出来的烟气经气体流量计进入到烟气采样泵中，并通过烟气采样泵排出；
[0020] 气体流量计实时检测气液一级分离器分离出来的烟气的体积流量Qv. ，并将所 述烟气的体积流量Qv. 转发至测量控制系统中；氧气浓度传感器实时监测烟气采样泵出 口处烟气中氧气的体积浓度Ccvirn，并将所述烟气中氧气的体积浓度Ccvwn转发至测量控 制系统中；水质氨氮传感器实时检测流通池中吸收液中氨氮的质量浓度Cmmiw，并将所述 吸收液中氨氮的质量浓度转发至测量控制系统中；液体流量计实时检测流通池液 体出口处吸收液的流量Qv?，并将所述流通池液体出口处吸收液的流量Qvs转发至测量控制 系统中；
[0021] 测量控制系统根据所述烟气的体积流量Qv. m、烟气中氧气的体积浓度、吸 收液中氨氮的质量浓度、吸收液的密度p s、以及流通池液体出口处吸收液的流量 Qvis得烟气的逃逸氨浓度 烟气> 其中
[0022] CjW3.烟，=((?? 烟n)*(15/(21- 烟气）〇
[0023] 本发明具有以下有益效果：
[0024] 本发明所述的气液转移法逃逸氨在线检测装置及方法在检测过程中，先通过烟尘 过滤器过滤到烟气中的颗粒物，再通过液膜换热吸收管中的吸收液吸收烟气中的氨气，并 对烟气进行干燥，吸收液及干燥后的烟气经气液一级分离器后，分离出的烟气和吸收液分 别进入到烟气采样泵及流通池中，并根据流通池内吸收液的密度、流通池内吸收液中氨氮 的质量浓度、流通池液体出口处的吸收液流量、气液一级分离器分离出来的烟气的体积流 量、以及烟气采样泵出口处烟气中氧气的体积浓度得烟气的逃逸氨浓度，从而实现烟气的 逃逸氨浓度的在线检测，检测的精度高，可用于提高烟气脱硝装备的水平，实用性极强；
[0025] 进一步，本发明中的液体流量计为可检测小量水的流量的敞口液体流量计，检测 精度高；
[0026] 进一步，本发明中的液膜换热吸收管包括吸收液分配室、烟气传输管、冷却液循环 室、烟气回流冷却室及深冷盘管，在冷却烟气及吸收烟气中的氨气时，冷却液在烟气回流冷 却室的内壁形成一层液膜，从而烟气中的氨气全部被吸收到吸收液中，进而提高烟气的逃 逸氨浓度的检测精度。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明的结构示意图；
[0028] 图2为本发明中液体流量计10的结构示意图；
[0029] 图3为本发明中液膜换热吸收管2的结构示意图。
[0030] 其中，1为烟尘过滤器、2为液膜换热吸收管、3为吸收液供应系统、4为循环冷水 机、5为气液一级分离器、6为气体流量计、7为烟气采样泵、8为气液抽取泵、9为流通池、10 为液体流量计、11为积液管、12为液位变送器、13为控制器、14为电磁脉冲计量泵、15为烟 气传输管、16为吸收液分配室、17为烟气回流冷却室、18为冷却液循环室、19为液膜、20为 深冷盘管。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0032] 参考图1，本发明所述的气液转移法逃逸氨在线检测装置包括液体流量计10、吸 收液供应系统3、烟尘过滤器1、液膜换热吸收管2、气液一级分离器5、流通池9、测量控制系 统、用于检测流通池9内吸收液所含NH 4+浓度的水质氨氮传感器；烟尘过滤器1置于待检测 的烟气输送管道中，烟尘过滤器1的出口与液膜换热吸收管2的烟气入口相连通，吸收液供 应系统3的吸收液出口与液膜换热吸收管2的吸收液入口相连通，液膜换热吸收管2的气 液出口与气液一级分离器5的气液入口相连通；气液一级分离器5的烟气出口通过气体流 量计6与烟气采样泵7的入口相连通，烟气采样泵7的出口处设有用于检测烟气中氧气浓 度的氧气浓度传感器；气液一级分离器5的吸收液出口与流通池9的液体入口相连通，流通 池9的液体出口与液体流量计10的液体入口相连通；测量控制系统的输入端与氧气浓度传 感器的输出端、水质氨氮传感器的输出端、液体流量计10的输出端及气体流量计6的输出 端相连接。
[0033] 本发明还包括循环冷水机4,循环冷水机4的入水口与液膜换热吸收管2的冷却 水出口相连通，液膜换热吸收管2的冷却水入口与气液一级分离器5的冷却水出口相连通， 气液一级分离器5的冷却水入口与循环冷水机4的出水口相连通；气液一级分离器5的吸 收液出口与流通池9的液体入口通过气液抽取泵8相连通；液体流量计10为敞口液体流量 计，所述敞口液体流量计包括积液管11、液位变送器12、电磁脉冲计量泵14、控制器13、以 及用于检测积液管11中液体的液位信息的液位变送器12,液位变送器12的输出端与控制 器13的输入端相连接，控制器13的输出端与电磁脉冲计量泵14的控制端相连接，电磁脉 冲计量泵14的液体入口与积液管11底部的液体出口；积液管11的入口与流通池9的液体 出口相连通。
[0034] 所述液膜换热吸收管2包括吸收液分配室16、烟气传输管15、冷却液循环室18、烟 气回流冷却室17及深冷盘管20 ;吸收液分配室16上设有吸收液入口及吸收液出口，烟气 回流冷却室17位于冷却液循环室18内，烟气传输管15的出口及吸收液分配室1