為什么氨氣分析儀很重要？

日期： 2023-12-15

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氨是一種易溶于水的氣體，常見的檢測(cè)方法有多種，但氨具有毒性和腐蝕性，目前測(cè)量主要采用ＴＤＬＡＳ直接測(cè)量法。ＴＤＬＡＳ本質(zhì)上是一種光譜吸收分析技術(shù)，利用氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)激光的選擇性吸收特性，通過分析激光吸收強(qiáng)度的變化來獲得氣體濃度。ＴＤＬＡＳ光譜吸收法可以直接測(cè)量氨氣的濃度，可以實(shí)現(xiàn)從％到ＰＰｍ的精確測(cè)量。

ＴＤＬＡＳ氣體分析儀原理

朗伯－比爾定律

ＴＤＬＡＳ技術(shù)是一種高分辨率光譜吸收技術(shù)。半導(dǎo)體激光器穿過被測(cè)氣體時(shí)的光強(qiáng)衰減可以用朗伯－比爾定律來表示。式中，ＩＶ、０、ＩＶ分別代表頻率為Ｖ的激光，入射和穿過壓力為Ｐ、濃度為Ｘ、光程為Ｌ的氣體時(shí)的光強(qiáng)；Ｓ（Ｔ）表示氣體吸收線的強(qiáng)度；線性函數(shù)ｇ（ｖ－ｖ０）代表吸收線的形狀。氣體吸收一般較小，這些關(guān)系表明氣體濃度越高，光的衰減越大。因此，可以通過測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來測(cè)量氣體的濃度。

激光氣體分析儀的工作步驟

激光氣體分析儀的原理是基于激光光譜和光學(xué)吸收的原理。其工作過程可分為以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：

激光源：激光氣體分析儀使用單色相干激光束作為光源。激光束的特性使其能夠高度聚焦和定向。
樣氣：待分析的氣體樣品通過氣室或氣體管線引入分析儀。
光吸收：激光束穿過樣品氣體，特定波長(zhǎng)的激光光子被氣體中的分子吸收。吸收的光子數(shù)量與氣體中目標(biāo)分子的濃度成正比。
探測(cè)器：探測(cè)器測(cè)量出射光束中未吸收的光子數(shù)量，該信號(hào)與氣體中目標(biāo)分子的濃度相關(guān)。
數(shù)據(jù)處理：分析儀通過計(jì)算吸收光強(qiáng)度與未吸收光強(qiáng)度的比率來確定目標(biāo)分子的濃度。

環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

在冶金、焦化、電力、水泥等以生物質(zhì)為燃料的行業(yè)中，燃燒煙氣中氮氧化物的脫除和防止環(huán)境污染的重要性已被人們敏銳地認(rèn)識(shí)到，同時(shí)也是一個(gè)世界性難題。去除氮氧化物（反硝化），世界上比較主流的工藝分為：ＳＣＲ和ＳＮＣＲ。運(yùn)行ＳＣＲ和ＳＮＣＲ，所需的藥物是氨和尿素（使用尿素的主要原因是因?yàn)樗潜４嫫饋淼模褂脮r(shí)尿素仍然裂解成氨來使用）。在監(jiān)測(cè)ＳＣＲ和ＳＮＣＲ的工作效率時(shí)，必須采用氨氣在線分析系統(tǒng)，通過氨氣分析系統(tǒng)控制氨水的消耗量。

對(duì)ＳＣＲ出口的氨逃逸量監(jiān)測(cè)具有重要意義。在脫銷過程中氨的消耗量與Ｎｏｘ總量的化學(xué)計(jì)量比達(dá)到０．８～１．２，因此控制氨的注入量將非常重要；氨的注入量既要保證有足夠的ＮＨ３與ＮＯｘ反應(yīng)，以以降低Ｎｏｘ的排放量，滿足污染源排放要求；又要避免向煙氣中注入過量的ＮＨ３，注入過量的氨不僅會(huì)增加腐蝕，縮短ＳＣＲ催化劑壽命，還會(huì)污染煙塵，增加在空氣預(yù)熱器中的氨鹽沉積，以及增加向大氣的ＮＨ３排放。

脫硝過程氨逃逸ＮＨ３檢測(cè)煙氣脫硝是指將生成的ＮＯＸ還原為Ｎ２，從而去除煙氣中的ＮＯＸ。國際上比較主流的工藝分為：ＳＣＲ脫硝和ＳＮＣＲ脫硝。ＳＣＲ脫硝技術(shù)是一種選擇性催化還原方法。在有催化劑存在的情況下（ＳＮＣＲ脫硝技術(shù)是一種選擇性非催化還原方法，在沒有催化劑和高溫的情況下），利用液氨或尿素分解出的氨氣作為還原劑，還原煙氣中的氮氧化物氮?dú)夂退Ｔ谶€原過程中，殘留還原劑引起的氨逃逸是不可避免的。逸出的氨易與煙氣中的ＳＯ３形成硫酸氫銨，如硫酸氫銨，具有很強(qiáng)的粘附性、腐蝕性、焦油狀固體，造成空氣預(yù)熱器腐蝕、堵塞、積塵，影響除塵效果。甚至造成下游除塵設(shè)備損壞；同時(shí)意味著液氨／尿素的消耗量增加，降低了脫硝裝置的經(jīng)濟(jì)效益；剩余的氨氣排入大氣，造成大氣二次污染。

因此，反硝化過程中逃逸氨的檢測(cè)對(duì)于優(yōu)化注氨控制、減少污染物排放具有重要意義。

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