法抽取式分析仪

p　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "氨逃逸分析的意义/span/strongbr//pp　　当前，随着我国经济的持续发展，能源压力日趋紧张，环境污染已严重危害到我国人民的健康和生活质量。近年来河北、山东、北京等地被持续的大范围雾霾天气所笼罩，引发全社会的广泛关注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成。为了降低经济快速发展带来的雾霾、臭氧层破坏、温室效应及酸雨现象，我国要求使用燃煤的工厂(主要是火电厂和水泥厂)安装脱硝装置，降低氮氧化物的排放。/pp　　国内外应用较多且工艺成熟的选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝，均需要向烟气中喷入还原剂氨，使烟气中的氮氧化物还原成氮。/pp　　为了保证氮氧化物充分反应，提高脱硝效率，需要实现还原剂氨注入量的最优化。如果喷氨过多，则会产生氨逃逸，造成更严重的危害：/pp　　1.逃逸的氨与烟气中的SOsub3/sub反应生成NHsub4/subHSOsub4/sub，当后续烟道烟温降低时，NHsub4/subHSOsub4/sub就会附着在空气预热器表面和飞灰颗粒物表面。/pp　　2.NHsub4/subHSOsub4/sub可以沉积并积聚在催化剂表面，引起催化剂的失活。/pp　　3.NHsub4/subHSOsub4/sub在低于150℃时，以液态形式存在，腐蚀空气预热器，并通过与飞灰表面物反应而改变飞灰颗粒物的表面形状，最终形成一种大团状粘性的腐蚀性物质。/pp　　4.这种飞灰颗粒物和在空气预热器换热表面形成的NHsub4/subHSOsub4/sub会导致空气预热器的压损急剧增大。/pp　　5.逃逸的氨导致飞灰化学性质发生改变，使得飞灰不能作为建材原料而得到利用。/pp　　所以，脱硝工艺喷氨量的控制，既要保障脱硝效率最高，又不能过量喷氨造成新的危害，需要对氨逃逸进行实时准确的在线分析。作为脱硝工艺中必不可少的关键监测设备，氨逃逸的准确稳定测量，对提高工业效率和安全生产有着重要的意义。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "氨逃逸分析的现状/span/strong/pp　　目前电力行业脱硝工艺基本上已经装配了氨逃逸在线分析系统，但在实际运行过程中这些氨逃逸在线分析系统往往存在着一些普遍性问题：/pp　　1.氨逃逸数据为0或某个固定值，或只有仪表自身噪声信号，没有真正检测出逃逸氨，给性能验收和环保验收带来麻烦。/pp　　2.增大或减少喷氨量，氨逃逸数据无变化，没有趋势相关性，无法为电厂控制喷氨流量提供科学的数据参考。为了NOx达标排放可能会喷氨过量，造成氨水浪费和形成大量铵盐对后面设备造成严重腐蚀。/pp　　3.传统氨逃逸不能随时通标气进行验证，不能确保数据的准确性。/pp　　通过对这些氨逃逸设备实地调研分析，发现这些设备主要采用原位测量方式，将设备的发射端和接收端分别安装在烟道上，采取对射的方式。这种测量方式会有以下几种影响：/pp　　1.测量点位置粉尘量大，激光透射率不足，导致无法测量。/pp　　2.为了解决透射率不足无法测量的问题，很多原位式分析仪采用斜角安装方式，即在烟道一角采取对射安装。这种方式测量的氨逃逸不具有代表性，不能反映烟道截面的真实状况，同时粉尘对测量仍然会造成影响。/pp　　3.测量精度和测量下限与光程相关，光程越长，测量精度和测量下限越好。采用斜角安装方式测量光程短，测量下限和精度不够，无法满足氨逃逸精确测量的需求。/pp　　4.现场振动和热膨胀因素，会造成激光对射不准，影响正常使用。/pp　　5.无法通标气标定和验证。/pp　　正是由于上述原因，原位式脱硝氨逃逸分析仪在实际使用中遇到了众多的困难，为了解决这些问题，国内一些企业将国外进口的分析仪进行改造，自己设计加工样气室，采用抽取式去除粉尘，抽取样气进入样气室测量，但是由于自身不掌握TDLAS核心技术，在改造过程中存在诸多技术问题及测量光程不够等因素，也没有取得良好的测量效果。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "多通道近位抽取高精度测量技术应用/span/strong/pp　　针对上述问题和现状，北京大方科技有限责任公司基于自身掌握的TDLAS核心技术，将多通道近位抽取及多次反射高精度测量技术应用于氨逃逸在线分析，成功解决上述问题，并得到了广泛应用。/pp　　一、采用高精度多次反射长光程技术/pp　　鉴于脱硝工程中氨逃逸对环境和设备的巨大危害，环保部对脱硝工艺中氨逃逸量有严格的规范。环保部2010年1月发布的环发[2010]10号《火电厂氮氧化物防治技术政策》以及2010年2月发布的标准HJ562-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范----选择性催化还原法》皆要求SCR氨逃逸控制在2.5mg/msup3/sup(干基，标准状态)以下。因此，脱硝工程中的氨逃逸量极低(ppm量级)，这对氨逃逸分析仪的测量精度提出了极高的要求。/pp　　目前测量氨逃逸通常采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS技术)，其基本原理是朗伯-比尔定律(Beer-Lambert’s law)，依据朗伯-比尔定律，当单色光穿过均匀气体介质时透射光强和入射光强的关系, 如方程(1)、(2)所示：/pp style="margin-left:13px text-indent:21px line-height:150% text-autospace:none"span style="font-size:21px line-height:150% font-family:仿宋" img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f1b1356f-e59a-4815-a181-8722c53bd3d8.jpg" title="公式.png"/ /span/pp　　其中，P 为气体的压力；/pp　　T 是样品气体的温度；/pp　　Xabs 是被测气体在样品气体中的摩尔百分比；/pp　　L 为光程长度；/pp　　S 为吸收谱线的强度；/pp　　fn为吸收谱线的线型函数。/pp　　由公式可知光程长度越长，气体的吸收强度越强，所得到信号的信噪比越好，也就是说测量光程越长，测量精度越高。大方科技自主开发多次反射高温样气室，激光在样气室中多次反射，如图1为多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图，光程可达30米，极大的提高了测量精度和检测下限。通过光程的提高，很大程度的解决了传统氨逃逸光程短、测量精度不足的问题。/pp style="text-align: center "　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/5c6248b5-acb0-4782-b0e4-1b81f607f144.jpg" title="图1.png"/　/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图1.大方科技多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图/span/pp　　二、多通道近位抽取测量技术应用/pp　　针对原位式氨逃逸在线分析系统受烟尘和烟道震动影响等因素，大多数氨逃逸在线分析系统已采用抽取式技术路线，将烟气抽出经过预处理后进行测量，很好的解决了上述问题。目前已有的抽取式氨逃逸在线监测系统多采用单点取样，将一根取样探杆沿烟道长边中心位置插入至烟道核心区域，虽然和传统的原位式氨逃逸分析仪安装在烟道角落位置相比，目前单点核心区域抽取更具代表性，但对于大型机组烟道尺寸很大(通常长边可达13米以上)的情况下，烟道内流场分布复杂，截面上氨逃逸浓度也不尽相同，为了更准确的代表烟道中氨逃逸的浓度，需要实现多点测量。如果单点测量是一台通用测量设备，那么多点测量则是一台高端设备，满足高质量、高要求用户的需求。/pp　　大方科技在抽取式技术路线基础上，通过产品小型化、外置过滤装置、减震安装装置设计、近位恒温控制、流路控制等成功实现多通道近位测量技术。近位测量实现取样气体从取样探杆出来直接进入分析气室，不需要伴热管线，减少了系统的响应时间，降低氨气吸附的风险，降低伴热管线堵塞及损坏的可能，提高了系统的可靠性和耐用性。取样点的位置和取样探杆的长度可根据现场情况设计，既可实现同一烟道多点同时测量，也可以实现多烟道多通道测量，且每个取样点可独立反吹。通道数量可以1~6任意扩展。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/9f23d8c0-cf6c-42b2-ac42-dc46822639d5.jpg" title="图片2.png"//pp style="text-align: center "　span style="color: rgb(0, 176, 240) "　图2.大方科技近位抽取氨逃逸在线分析系统主机实物图/span/pp　　大方科技率先开展氨逃逸的多点取样测量，成功实现了两点、三点、四点以及网格取样的应用，测量准确有代表性，得到了用户的高度评价。/pp　　三、复杂烟气工况高温近位抽取预处理技术应用/pp　　由于我国燃煤种类及燃烧工艺的复杂多样性，烟气具有高温、高湿、高腐蚀、高粉尘的特点，且每家的工况环境各异，这给氨逃逸的在线监测带来了不确定性。氨分子极易溶于水且具有极强的吸附性，因此要求整个系统中不能存在冷点，也不能降温除水，需要在高温下完成测量。由于烟气中存在大量的粉尘，要求预处理系统既能够将粉尘过滤掉，避免造成光学器件的污染，又不能堵塞，加大现场的维护量。烟气中含有SO3、NH3等腐蚀性气体，且湿度大，要求整个烟气流路需要做防腐处理。所以，开发适合我国烟气工况，且适应强的氨逃逸在线分析系统，其首要难点之一是烟气预处理系统的开发。/pp　　针对上述复杂工况，大方科技结合自身在烟气预处理多年摸爬打滚的经验，成功开发了稳定可靠的近位抽取预处理系统。抽取气体直接进入气室，不需要经过伴热管线，烟气接触的流路全程高温伴热250℃以上无冷点，避免氨气吸附和损失，保证样气真实性。系统滤芯采用碳化硅过滤器，在高温下不会与SO2、NH3等腐蚀性气体发生化学反应，且滤芯采用后置安装，无需专业工具拆卸，更换和清理极其方便。每个通道皆具有自动反吹控制，反吹间隔和反吹时长根据工况设置，有效避免滤芯堵塞。/pp　　对于氨逃逸监测而言，复杂的烟气工况环境是造成故障率攀升的主要原因。所以，预处理系统的稳定性和耐用性是氨逃逸监测设备的核心竞争力之一。大方科技近位抽取式预处理技术的应用，极大的提高了系统稳定性，结合多次反射长光程技术的应用，保障了测量结果的准确，为合理喷氨提供了科学的数据支撑。图3为大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图，红色为喷氨量曲线，黄色为氨逃逸曲线，当系统的喷氨量发生变化时，氨逃逸数据曲线也相应地变化，从图上看喷氨量和氨逃逸曲线趋势一致，相关性高，为系统的安全、经济运行提供有价值的数据参考。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f84c9423-8972-473b-83c6-2c3ca3349309.jpg" title="图3.png"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "图3.大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图/span/pp style="text-align: right "span style="color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 0, 0) "【供稿来源：北京大方科技有限责任公司】/spanbr//span/p

前言在CEMS(烟气连续排放监测) 系统中，湿度测量往往由于传感器寿命短，校准困难等问题，大多数情况下，工艺操作人员都对其测量数据存疑，很少从工艺角度分析数据的准确性，分析结果也几乎不会用于工艺控制的参考。稀释抽取式湿度计，由于在样品抽取时已经完成了大比例的稀释，样气中的湿度和颗粒物含量都极低，所以其运行条件好，传感器寿命长，且方便校零。在氨法脱硫工艺的实际使用中，稀释法烟气连续排放监测系统中配置的抽取式湿度计，因其良好的性能和极少的维护量，既能满足法规要求的污染物排放监测功效，又能帮助工艺人员实现对氨法脱硫工艺的运行优化控制。氨法脱硫工艺原理氨法脱硫工艺的原理简单讲，就是向烟道内加入适量的NH3（氨）、H2O、O2等物质，经过物理吸收、化学反应等复杂过程后，将烟气中含有的SO2去除，实现SO2的减排。其主要的化学反应如下：1）中和：SO2+H2O=H2SO3（亚硫酸） NH3+H2O=NH3H2O（氨水）2NH4OH+H2SO3=(NH4)2SO3（亚硫酸铵）+2H2O(NH4)2SO3+2H2SO3=2NH4HSO3（亚硫酸氢铵）+H2O2）氧化：2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2=2NH4HSO4NH4HSO4+NH3H2O =(NH4)2SO4+H2O2NH4OH+SO3=(NH4)2SO4+H2O湿度叠加是造成抽取式湿度计结果出现偏差的主要原因在氨法脱硫工艺中，排放口的烟气工艺温度一般都控制在50℃左右。如果采用直插式的湿度计测量烟道中的湿度，且工艺控制中 NH3H2O处于过量状态(这种工艺控制是不合规的)，低温环境，又处于稳定工况，此时 NH3H2O以稳定的液态形式存在。直插式湿度计的测量结果仅仅是气态水的含量值，而烟气中的 NH3H2O对湿度计测量不会产生示值影响。但是，对于抽取式的湿度计来讲，根据HJ76-2017的要求，其取样探头、取样探杆等需要加热(120℃以上)。当工艺控制中NH3H2O过量了，烟气中部分NH3H2O被抽取到经过加热的探头、探杆后，由于温度的升高，NH3H2O很容易分解，生成气态的NH3和H2O。其反应原理如下：这时到达湿度计检测传感器的实际湿度是烟气中的实际湿度和NH3H2O分解产生的湿度之和，这就导致其测量结果出现系统性的偏差。抽取式湿度计可快速判断喷氨量的投用情况，为工艺提供控制参考这里分享两个测试案例：例一. 陕西某氨法脱硫排放口测试NH3.H2O明显过量的情况下，现场对抽取式探头的加热温度进行人为调整，温度从50℃~150℃~50℃顺序进行变化。在工况稳定时，发现湿度会随温度升高而升高，随温度的降低而降低，直到控制温度和烟气温度接近后，湿度不会再变化，大约12%左右，其过程见下面测试趋势图：点击查看大图在测试过程中，我们同时用便携的直插式湿度计进行了同步比对。期间直插式湿度计的示值一直保持在11%左右，没有出现明显上升和下降。我们的稀释抽取系统所配置的湿度计，检测的是水气的体积比，而体积浓度的特点是其测量结果不会随温度的变化而变化。但实际的测试中却出现了湿度随温度变化的现象，那么这个变化是怎么产生的呢？通过分析，我们认为其主要原因是过量的 NH3H2O，在样品稀释抽取过程中因为加热而出现了结合水的分解，产生了湿度叠加，造成湿度计示值增加。例二. 广东某氨法脱硫排放口测试在这个现场，我们没有调整探头等的加热温度，其温度一直保持在145℃，但工艺调整了NH3.H2O的喷入量，从下面的趋势明显看出，当NH3升高时，湿度也在升高，当NH3下降时，湿度也在下降，并且完全同步，至此，可以得出结论，湿度的升高就是NH3.H2O分解产生的湿度叠加的结果。点击查看大图通过上面两个现场测试的实例可以看出，稀释法CEMS中的抽取式湿度计能够直观和快速的判断氨法脱硫工艺中喷氨量的投用情况，可以为工艺提供很好的控制参考。三大原因告诉您为何抽取式湿度计测量结果仍然值得信赖，对氨法脱硫工艺仍有很高的参考价值相信文章看到现在，会有人提出一个质疑：抽取式湿度计测量不准确，它所测湿度值叠加了 NH3H2O的加热释放湿度，不能用于折干计算。对于这个质疑，这里从以下三方面做下澄清：首先，本篇讨论的是在喷氨巨幅过量情况下出现的问题。正常工艺控制情况下，我们希望氨逃逸量能控制在ppm级别，而湿度测量是百分级的，少量的 NH3H2O过量，对湿度计的浓度贡献微乎其微，如上面的例二就是例证。而只有当氨水出现巨幅过量时，才会使湿度计的浓度呈现明显的升高。而氨法脱硫工艺中，氨水的浓度会有差异，但一般都会控制在5%~25%区间，来实现SO2减排的目的。以上面的例一为例，湿度值从原先12%增加到了40%，增加了至少28%，那么NH3的逃逸量也相应的增加了1.4%~7%，这个逃逸量相对于NH3来讲实在太大了，浪费太多，根本无法接受，其等级不亚于系统事故。而且对于50°C的烟气而言，饱和湿度情况下，湿度体积浓度约为12~15%左右。当CEMS各项指标均在合理范围内时，其折算结果自然没有问题。如果达到20~40%的湿度读数，显然数据是不正常的，那么这个时候必须要对CEMS及喷氨脱硫工艺系统进行检查，不能只考虑CEMS设备测量，而不去关注喷氨系统的控制问题。其次，我们应看到喷氨量合理控制的重要性。因为设备突发故障或偶发操作失误，出现的巨幅过量喷氨，不仅浪费了大量的NH3，而且NH3排放到环境中，对环境和人体的伤害也很大，大量的排放，其二次污染比其它污染物更大。及时、高效识别出工艺操作中出现的问题，充分利用好稀释抽取式系统潜在功能优势，帮助工艺操作人员及时采取合理的措施调整操作，规避风险，稀释法抽取式湿度在此发挥出了明显的优势。再次，有些地区的职能部门，也看出了这个问题，为此，出台了一些措施要求(摘要如下图)，来限值NH3的排放。关于这个要求，它是非常合理，且远见卓识。既然是合理和正确的，它肯定会有全面推广的空间。稀释法抽取式湿度在氨法脱硫系统中，恰恰可以为逃逸NH3是否有明显过量提供反馈，同时准确地能为排放限值提供数据依据，完全切合这种新要求的需求。结合前面的论述和对质疑的解答，我们可以看到在氨法脱硫工艺中，采用抽取式湿度计来测量湿度，不论是对工艺控制还是环保监测，都有很大的帮助，至少有这两大方面：一、 合理减少氨水的喷入量，可以减少企业的直接运营投入和因腐蚀、堵塞等等导致的设备更新、维护的间接运营成本；二、 避免环保案件的发生。如果将过量的氨水排入大气，会导致大气的二次污染，引发环保案件，合理控制，将会减少该类事件发生。综上所论，在氨法脱硫工艺系统中，对于烟气连续排放监测系统采用稀释抽取式湿度计，不仅可以真正起到污染物排放监测辅助参数的作用，而且对工艺控制，对企业降低运营成本和减少环保案件发生帮助尤为突出。也正因为此，在氨法脱硫工艺，采用稀释抽取式湿度计是最佳选择。互动福利赛默飞世尔科技中国简介赛默飞世尔科技进入中国发展已超过35年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、成都、沈阳、西安、南京、武汉、昆明等地设立了分公司，员工人数约为5000名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等，提供实验室综合解决方案，为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求，现有7家工厂分别在上海、北京、苏州和广州等地运营。我们在全国还设立了8个应用开发中心以及示范实验室，将世界级的前沿技术和产品带给中国客户，并提供应用开发与培训等多项服务；位于上海的中国创新中心，拥有100多位专业研究人员和工程师及70多项专利。创新中心专注于针对垂直市场的产品研究和开发，结合中国市场的需求和国外先进技术，研发适合中国的技术和产品；我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队，在全国有超过2600名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息，请登录网站：www.thermofisher.com

1.将溶剂过滤器插到冲洗瓶嘴上，溶剂过滤器开口较大的一端插到冲洗瓶嘴上，确保通过过滤器的正确流向并使溶剂不含污染颗粒。2.放好真空泵。3.所有与油样接触的元件和容器须在通过分析膜片前完全用过滤的溶剂冲洗一下（要有一个容器盛接）。冲洗后的漏斗要用铝铂盖住。4.根据液体的种类选择合适的膜片和溶剂。注：分析膜片1）1.2微米带格膜片用于除磷酸脂油以外的所有液压油，酒精和燃料。（磷酸酯侵蚀和软化纤维的过滤膜片阻塞虑孔导致油液抽滤困难）。这里应该用PALL 1.2微米无格尼龙膜片（兼容性）。2）对于污染严重的液体。这需要抽取25ml，1.2微米膜片使用起来有些困难，如有可能，则用PALL的5.0微米的膜片。溶剂：1）建议使用PF脱脂剂作为石油基液压油、润滑油和磷酸酯的溶剂。注意油漆稀释剂矿物醇（无蜡克或以丙酮为主题的稀释剂）作为替代品。警告：矿物醇是易燃物，故事用这类溶剂时应采取预防措施。 2）对于水乙二醇，高水基液体和乳化剂建议使用水作为乳化剂。5.用镊子从盒中取一片膜片，轻轻夹住其边缘，用过滤后的溶剂浸湿后放到漏斗座上，将清洗后的漏斗放在基座上顺时针旋转后锁定。注意：仔细辨认膜片，隔膜纸是腊纸制成的。