浅谈脱硝过程中氨逃逸检测的方法及影响测量精度的因素

王飞

【摘 要】选择性催化还原法（SCR）消除烟气中的氮氧化物是目前国内应用范围最广泛、脱硝效率最高的燃煤脱硝技术。SCR脱硝催化剂在整个脱硝过程中扮演着至关重要的作用。一方面，合理地设计、运行SCR脱硝装置，可以在比较经济的前提下得到较好的脱硝效率，达到保护环境的目的；另一方面，SCR催化剂随着脱硝装置运行时间增长，催化剂催化性能减少，去除氮氧化物的能力逐渐变差，研究催化剂的失活原因并对失活催化剂再生处理，可以为企业的运行节省大量资金，对环境保护也有重大的意义。

【Abstract】Selective catalytic reduction （SCR） elimination of nitrogen oxide in flue gas is the most widely used and most efficient coal denitration technology in China. SCR denitration catalyst plays an important role in the whole denitration process. On the one hand， reasonable design and operation of SCR denitration device can get good denitrification efficiency and achieve the purpose of protect the environment under the premise of low cost； on the other hand， with the growth of running time of SCR catalyst removal denitration device， the catalytic performance of the catalyst decreased， and the ability to remove nitrogen oxides gradually deteriorated. So， research on the causes of the inactivation of catalysts and the regeneration treatment of the inactive catalyst can save a lot of money for the operation of the enterprise， and also have great significance for environmental protection.

【關键词】火力发电厂；烟气脱销；氨逃逸检测

【Keywords】 thermal power plant； flue gas out of stock； ammonia escape test

【中图分类号】X773 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0159-02

1 脱硝SCR中监测并控制氨逃逸意义

1.1 控制脱硝系统的经济效益

过多的氨逃逸将会增加电厂运行成本，一般要求氨逃逸小于3ppm。

1.2 防止氨逃逸对后续系统造成影响

氨介质比较容易和烟气中的其它物质反应生成NH4HSO4等黏性物质，会粘附到脱硝系统后续的换热面上，影响换热效果和缩短空气预热器检修周期。

1.3 监视脱硝催化剂的失效点

脱硝催化剂随着运行时间的增加，会出现中毒、烧结、集灰等情况，导致脱销效率逐渐下降，通过对氨逃逸的监测可以使电厂及时了解催化剂的失效点，采取相应措施[1]。

2 国内外氨逃逸监测技术分类

2.1 在线式

①对光激光法，典型产品：挪威NEO、加拿大Unisearch、德国西门子、英国仕富梅、日本横河。

②直插激光法，典型产品：德国西克麦哈克。

③直插紫外差分法，典型产品：丹麦格林。

2.2 抽取式

①稀释催化化学发光法，典型产品：日本赛默飞世尔。

②直接催化化学发光法，典型产品：日本Horiba。

3 国内氨逃逸监测技术的使用现状

3.1 工况条件介绍

SCR出口的烟气高温（250～400℃）、高粉尘（通常为20～50g/Nm3）、高腐蚀、高黏结（硫酸氢铵）以及温差引起的烟道变形大、工况振源多，使痕量氨监测难度很大。

3.2 监测方法简介

3.2.1 在线式

采用监测系统的发射和接收设备都安装在烟道上，直接对烟道内的烟气进行光学分析。无需采样直接测量氨浓度，分析数据连续及时，同时没有样气取样及传输带来的影响，也不存在NH3转换器的转换效率问题。在线校准难度大[2]。

3.2.2抽取式

采用将烟道内烟气抽取出来，经催化反应将NH3先转化为NO，通过化学荧光分析法检测微量NO，再转换成氨的测量值，消除了工况因素的干扰。存在NH3转换器的转换效率问题。

各方法的技术各有所长，在实验室条件下也都可以满足精度要求。但由于SCR工况的恶劣性，使得各方法在工况下使用过程中的信噪比却各不相同，实际测量精度产生差异。

3.3 工程现场实例

在线式测量运行曲线

（氨逃逸（0～20ppm）与喷氨量（0～100%））

从曲线可以看出：在线式在脱硝率和氨投入量减小或增大时，氨逃逸值数值变化不明显，检测的氨逃逸值与各种参数没有良好的趋势匹配。

4 干扰来源的探讨endprint

4.1 在线式干扰探讨

4.1.1 高粉尘的干扰

SCR烟气中含有巨量的灰尘，通常在20g/m3～50g/m3，发射光经烟道内粉尘反射或散射进入激光器的谐振腔引起的光反馈噪声，并且高粉尘阻挡了发射光的穿透，使得进入接收端的信号过于微弱，在衡量NH3浓度分析条件下，造成过低的信噪比[3]。

4.1.2 温度不稳定干扰

烟道的直径很大，一般为 6～12m左右。高温运行下，温差巨大使得烟道变形大，导致对穿焊接的发射和接收端的光路发生移角错位（实践应用中低温和高温情况下法兰错位达到2～3cm），影响最终接收端信号的接收，甚至无法接收到光源信号。

4.1.3 机械振动

氨逃逸监测设备一般安装在稀释风机附近，并且催化剂的定期吹灰，现场过多的振动源将振动传递到烟道壁面，最终引起氨逃逸设备的振动，影响对光以及光学设备的稳定，导致氨逃逸监测设备的准确性下降甚至失真。

4.2 抽取式干扰探讨

4.2.1 化学反应干扰

存在催化转换器转换效率问题，从而造成NH3实测值小于真实值。

4.2.2 样气吸附干扰

对于微量分析，取样过程中样气被吸附或解吸造成干扰误差。另外这种吸附可能使系统的反应速度出人意料地慢，从而造成工程应用的双重失败。

4.2.3 时效性干扰

抽取法中在某些时刻，NOX通道和NOX-NH3通道不取自绝对的同一时刻。通过计算可能会导致出现一个负数。

4.2.4 分离检测干扰

抽取法中分离的检测室检测造成系统双重误差，通过计算可能会导致出現一个负数。

以上就是目前火力发电厂脱硝工艺中氨逃逸测量的主要方法和原理，其各有优缺点，若在脱硝工艺中氨逃逸测量的数据能够真正应用于脱硝控制工艺中，还需在实际操作和控制中不断完善其测量方法和原理。

【参考文献】

【1】王杭州. SCR对脱硝效率及SO2转化影响分析[J]. 电力科学与工程，2008（05）：71-76.

【2】杨卫娟，周俊虎，刘建忠，等.选择催化还原SCR脱硝技术在电站锅炉的应用[J]. 热力发电，2005（09）：10-14+75.

【3】沈迪新，胡成南.我国火电厂排放氮氧化物控制技术[J].中国环保产业，2005（08）：25-27.endprint