一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法，主要用于高精 度测量脱硝反应器出口气态氨和吸附在烟尘中的总氨逃逸浓度，属于环保测试技术领域。
【背景技术】
[0002] 当前及可预见的将来火力发电仍然是我国主要电力供应方式，但是燃煤发电过程 中产生的大量的氮氧化物NOx严重破坏我们赖以生存的自然环境，当下随着人们环保意识 的不断提高，NOx控制技术得到广泛的应用。近年来我国火力发电厂进行脱硝装置的大规 模集中改造，目前火力发电厂脱硝工艺主要为选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction 简称 SCR)及非选择性催化还原法（Selective No Catalytic Reduction 简称 SNCR)，两种方法均通过氨基还原剂与烟气中的NOx的反应生成队和H 20,区别在于SCR方 法需要借助催化剂才能进行，且催化剂活性受温度影响极大；SNCR法是将氨基还原剂直接 喷入高温烟气中，在高温条件下使氨基还原剂与NOx反应。应用这两种脱硝方法喷入炉内 的氨基还原剂很难完全与烟气中的NOx反应，均会造成少量未反应的氨随烟气排向下游设 备，此部分未参与反应的氨叫做氨逃逸，也叫逃逸氨。氨逃逸一方面造成二次污染，另一方 面严重影响脱硝装置下游设备的安全高效运行。按照行业内相关要求：应用SCR法氨逃逸 应小于3ppm，应用SNCR法氨逃逸应小于lOppm。
[0003] 在实际应用过程中氨逃逸不仅会造成污染，也会危及机组的安全高效运行。未反 应的氨会与烟气中的酸性氧化物(如SO 3)结合生成铵盐（NH4HSO4),如果该物质附着在催化 剂模块表面，会造成催化剂失活和阻塞，严重影响催化剂的化学寿命；逃逸氨与烟气中的酸 性氧化物等生成的铵盐会附着在下游设备表面，造成设备的腐蚀和阻塞，导致烟气沿程阻 力升高，同时缩短机组检修周期，致使运行、维护费用增加。因此需要一种精确高效的氨逃 逸测试装置。
[0004] 国内外氨逃逸监测分析领域主要采用的是原位式激光分析法，其工作原理是应用 特定气体对激光的吸收特性进行分析，分析仪一般设计成探头型结构，直接安装在烟道角 部位置，激光的发射端和接收端安装在烟道上，激光通过发射端照射烟道内烟气，被接受端 反射或接收后，将光信号传至分析仪，通过光电信号转换，即可得出NH 3浓度。在应用过程 中原位式激光分析法暴露出一些缺点，严重影响其测试精度，原位式激光分级法缺点总结 如下。
[0005] (1)发射端和接收端工作环境恶略，高尘、高温致使发射端与接收端棱镜的使用寿 命严重缩短，直接增加相关设备的维护成本； (2) 由于烟道的不规则震动，不能长期保证发射端与接收端对准，仪器不能连续的传输 有效数据； (3) 仪器不能频繁标定和校验，测量精度无法保证； (4) 烟道中烟尘浓度很高，严重影响了激光在烟道中的穿透距离，测量偏差增加； (5) 测试位置局限在烟道角部，不能有效反应烟道截面氨逃逸浓度。
[0006] 现在也有其他用于测试氨逃逸浓度的装置，如公开日为2014年07月23日，公开 号CN103940778A的中国专利中，公开了一种用于烟气逃逸氨的测量系统，该用于烟气逃逸 氨的测量系统包括测量装置和采样装置，所述测量装置包括激光器、抽气栗和抽气管所述 采样装置与测量装置连接的安装管段、与采样头连接的采样管段以及设置在安装管段和采 样管段之间与安装管段和采样管段套装的可伸缩采样管，每组管段直径尺寸递减，实现套 装，该测量系统只能用于烟道烟气逃逸氨测量。
[0007] 综上所述，目前还没有一种测量精确，且能够同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量 的装置及方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种同时测试烟气和 烟尘中氨逃逸含量的装置及方法。采用抽取式采样法，将烟气及烟尘抽到烟道外部，通过溶 解吸收将烟气中以气态形式游离存在的氨和吸附在烟尘表面中的氨全部转化成离子态的 氨，进而能够准确分析烟气中氨含量，从而避免了因单独测试烟气中氨含量，忽略了吸附在 烟尘中的氨而导致的氨逃逸测量值较实际值偏小的现象发生。同时保证测量装置至于烟道 之外，避免高温、高尘烟气对置于烟道内部仪器的损伤，此外，测试仪器外置能够最大限度 的方便维护和检修作业。
[0009] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量 的装置的结构特点在于：包括吸收液供应栗、吸收液储藏器、冷凝器、一号蠕动栗、二号蠕动 栗、分析仪、废液管、分析仪冲洗水栗、冲洗水储藏器、冷凝器冲洗水栗、三号电磁阀、六号电 磁阀、七号电磁阀、流量计、单片机、导气管、一号出样品管、二号出样品管、冷凝器冲洗管、 分析仪冲洗管、一号抽气管、二号抽气管、吸收液供应管和用于从烟道内取样气且将样气从 烟道内引导到烟道外的取样管，所述冷凝器包括一号电磁阀、二号电磁阀、一号冷凝瓶、二 号冷凝瓶、四号电磁阀、五号电磁阀、一号导气支管、二号导气支管、一号冲洗支管、二号冲 洗支管、一号排冲洗液管和二号排冲洗液管，所述取样管插入在烟道中，该取样管的一端露 在烟道外；所述导气管的一端和取样管的一端连接，所述吸收液供应管的一端位于吸收液 储藏器内，该吸收液供应管的另一端和导气管连接，所述吸收液供应栗安装在吸收液供应 管上，所述一号导气支管的一端和二号导气支管的一端均和导气管的另一端连接，所述一 号导气支管的另一端和一号冷凝瓶连接，所述一号电磁阀安装在一号导气支管上，所述一 号抽气管的一端和一号冷凝瓶的顶部连接，该一号抽气管和流量计连接，所述六号电磁阀 安装在一号抽气管上，所述一号出样品管的一端和一号冲洗支管的一端均连接在一号冷凝 瓶的底部，所述一号出样品管的另一端和分析仪连接，所述一号蠕动栗安装在一号出样品 管上，所述废液管和分析仪连接，所述一号排冲洗液管的一端和一号冷凝瓶的下部连接， 所述四号电磁阀安装在一号排冲洗液管上；所述二号导气支管的另一端和二号冷凝瓶连 接，所述二号电磁阀安装在二号导气支管上，所述二号抽气管的一端和二号冷凝瓶的顶部 连接，该二号抽气管和流量计连接，所述七号电磁阀安装在二号抽气管上，所述二号出样品 管的一端和二号冲洗支管的一端均连接在二号冷凝瓶的底部，所述二号出样品管的另一端 和分析仪连接，所述二号蠕动栗安装在二号出样品管上，所述二号排冲洗液管的一端和二 号冷凝瓶的下部连接，所述五号电磁阀安装在二号排冲洗液管上；所述冷凝器冲洗管的一 端和分析仪冲洗管的一端均位于冲洗水储藏器内，所述分析仪冲洗管的另一端和分析仪连 接，所述分析仪冲洗水栗安装在分析仪冲洗管上，所述三号电磁阀安装在冷凝器冲洗管的 另一端，所述冷凝器冲洗水栗安装在冷凝器冲洗管上，所述一号冲洗支管的另一端和二号 冲洗支管的另一端均连接在三号电磁阀上，所述分析仪和流量计均和单片机连接。
[0010] 作为优选，本发明所述吸收液供应管的另一端靠近取样管的一端。
[0011] 作为优选，本发明所述流量计为电子流量计。
[0012] 作为优选，本发明所述取样孔位于取样管的前部，并行设置靠背管，以实现等速采 样。
[0013] 作为优选，本发明所述取样管和烟道内的烟气流动方向垂直。
[0014] 作为优选，本发明所述取样孔的朝向和烟道内的烟气流动方向相反。
[0015] 作为优选，本发明所述取样管的一端靠近烟道的外壁。
[0016] -种使用所述的装置进行同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的方法，其特点在 于：所述方法的步骤如下： 步骤一：装置通电自检，然后启动冷凝器； 步骤二：在吸收液储藏器中盛有能够快速将样气中的氨转化为离子态氨并提供稳定 储存环境的吸收液，所述吸收液为摩尔浓度〇. 〇5mol/L的稀硫酸，待冷凝器的温度达到 4±2°C后，启动吸收液供应栗，先用吸收液冲洗管路，并对吸收液进行氨含量测定，以此作 为氨含量的测试零点；开启一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，关闭二号冷凝瓶、二号 电磁阀、三号电磁阀、四号电磁阀、五号电磁阀和七号电磁阀，启动流量计，烟道内的样气经 取样管流到导气管，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触，并进入冷凝器的一号冷凝 瓶中，在一号冷凝瓶中充分冷凝，