Измерение концентрации аммиака в дымовых выбросах с помощью TDLS8000

Введение

Помимо прямых задач мониторинга концентрации аммиака в дымовых выбросах все более широкое применение находит метод удаления или уменьшения концентрации оксидов азота (NO_X) в выбросах с помощью добавления аммиака (NH₃).

Традиционные методики не позволяют проводить прямые измерения концентрации NH₃, требуется использование систем подготовки пробы (СПП).

Соответственно, существуют проблемы с потерей NH₃ в газовой фазе пробы, транспортным запаздыванием анализа, дополнительными расходами на обслуживание и расходные материалы СПП.

Лазерный анализатор TDLS8000 – решение всех этих проблем.

Преимущества

• Не требуется система отбора и подготовки пробы. Соответственно снижение как капитальных затрат, так и операционных расходов в плане обслуживания и ремонта СПП
• Высокая скорость отклика позволяет использовать результаты измерения для управления впрыском NH₃, оптимизируя и уменьшая объем используемого аммиака
• Непрерывный мониторинг выбросов аммиака в дымовых газах, мониторинг проскока NH₃, снижение нагрузки на окружающую среду
• Продлевает срок службы катализатора для удаления NO_X и/или уменьшает осаждение сульфата аммония в воздухонагревателе

Обзор процесса

Процесс основан на селективном протекании хи­мической реакции оксидов азота с аммиаком:

4NH₃ + 4NO + О₂ = 4N₂ + 6Н₂О

Существует два основных типа процессов удаления оксидов азота в дымовых газах: селективное некаталитическое восстановление оксидов азота (СНКВ) и селективное каталитическое восстановление оксидов азота (СКВ).

В случае СНКВ аммиак впрыскивается в очищаемый газ в специальном нагревателе, так как для реакции должно поддерживаться узкое температурное окно 950-1100°С. Но избыток NH₃ реагирует с оксидом серы и водой в дымовых газах с образованием сульфата аммония, который осаждается в нагревателе и приводит к его забивке. Особенно данная проблема актуальна для ТЭЦ, сжигающих уголь. Контроль впрыска NH₃ позволяет значительно снизить воздействие данной проблемы в СНКВ.

В случае СКВ аммиак впрыскивается в очищаемый газ в реакторе с катализатором при температурах 300-400°С. Специальный нагреватель не требуется, соответственно нет проблем с его забивкой. Но избыток NH₃ приводит к ускорению дезактивации катализатора. Контроль впрыска NH₃ позволяет значительно снизить воздействие данной проблемы в СКВ.

Таким образом контроль впрыска NH₃ является актуальной задачей для минимизации выбросов NO_X, продления срока службы нагревателя и/или катализатора и исключения образования неприятного запаха на окружающей территории в районе дымовой трубы при проскоке аммиака. 

Результаты полевых испытаний

Изменение количества подаваемого аммиака и измеренной с помощью TDLS8000 концентрации NH₃. (при отключенном оборудовании селективного восстановления оксидов азота).

TDLS8000 с высокой скоростью реагирует на изменение количества подаваемого аммиака, что подтверждает возможность использования данного прибора как для мониторинга, так и для контроля впрыска оптимального объема NH₃.

Рекомендуемая конфигурация системы измерения

• Анализатор TDLS

TDLS8000-##-A1-##-A1-#-N/#

• Блок удаленного интерфейса

YH8000-##-E-N/#

• Соединительный кабель

Обратитесь к специалисту Yokogawa

• Дополнительные устройства

Если требуется, предусмотрите в монтажном комплекте отсечную арматуру (полнопроходные шаровые клапаны), блок питания с выходом постоянного тока и т.д.

При колебании температуры и давления процесса более, чем ±10°С и ±5кПа соответственно, рекомендуется активная компенсация с использованием сигналов с соответствующих датчиков (напрямую или из РСУ). Для компенсации в приборе предусмотрены аналоговые входы по давлению и температуре (могут быть как активными, так и пассивными).

 

Требуемое обеспечение для прибора

Газ продувки: азот или воздух КИП (обратитесь к специалисту Yokogawa для подбора газа продувки)

Расход:

2-20 л/мин – для внутренней оптики прибора

5-30 л/мин – для продувки стекол со стороны процесса

Питание прибора: 24В постоянного тока

Потребляемая мощность TDLS8000 - 20 Вт (YH8000 +12Вт)