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节能环保领域:烟道脱硝氨逃逸监测系统

文章来源: 发布时间: 2018-05-16

  所处阶段:成熟待产业化 

  成果来源:安徽光学精密机械研究所 

  必要性及需求分析: 

  氨气是在制冷、化肥产业、工业脱硝等行业中使用的一种重要碱性气体,具有一定的毒性。脱除NOX的控制技术中,不论是选择性催化还原法(SCR)还是选择性非催化还原法(SNCR)在燃煤型发电厂都得到了越来越多的广泛使用。过量的氨注射到整个管道或是管道的部分区域都会导致氨逃逸。逃逸的氨将与反应器后部烟道内工艺流程中产生的硫酸发生反应,形成盐类沉淀在锅炉尾部更远区域。这些沉淀物能腐蚀和污染空气预热器,从而带来昂贵的维护费用。 

  本单位研发的氨逃逸监测系统针对工业烟道氨逃逸原位监测的需求,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS),结合先进的光机设计、微弱信号检测技术、计算机软硬件技术,具有高选择性、抗高粉尘、测量精度高、可靠性好、响应速度快、非接触式在线监测等诸多优势,为我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。 

  技术优势 

  系统采用近红外可调谐半导体激光器(TDL)作为光源,激光器发射出特定波长激光束,通过光纤传送到光学传感单元,穿过被测气体,将接收的光信号转换成电流信号通过信号线传至分析主机,通过分析因被测气体吸收导致的激光光强衰减,实现被测气体浓度的精确反演。 

  避免背景气体的交叉干扰:TDLAS技术是一种高分辨率、高选择性的吸收光谱技术。与传统红外光谱技术不同,其采用的TDL光源的光谱宽度远小于特定气体吸收谱线的宽度,避免了背景气体间的交叉干扰。 

  不受粉尘与视窗污染影响: 氨逃逸监测系统采用气体直接吸收绝对测量的方式。依据Beer-Lambert定律因为激光传输光路中的粉尘或视窗污染造成的入射光与透射光的光强减弱是等比例的,通过除法运算以及光谱扫描技术获得气体吸光度,完全消除了粉尘和视窗污染的影响。 

  主机与现场光学传感单元分离: 氨逃逸监测系统可实现分析主机和现场光学传感单元的分离式安装。分析主机通过光纤/信号线与现场光学传感单元相连接,分离距离最远可达1000米,使用户远离危险现场和恶劣工况。 

  无需校准:氨逃逸监测系统内置特定气体校准池,通过对校准池的实时监测,锁住气体吸收谱线,使系统处于实时校正状态,不受温度、电源以及系统部件老化影响,不存在漂移问题。前期安装调试完毕后,用户无需对系统进行定期校准,是真正的免维护系统。 

  网络化监测: 氨逃逸监测系统结合分布式光纤传感技术,可实现一台分析主机同时监测现场的多个监测点。不同与其他采样分析系统电磁阀多路切换技术,本系统是真正的同时现场多点监测。 

  检测范围极宽:氨逃逸监测系统可以在ppm%范围内进行气体检测,真正适合于工业流程气体的监测。 

  现有工作基础: 

  1)分析主机 

  分析主机是整个氨逃逸监测系统的核心单元,主要进行激光器的输出波长调节,激光器的光强调制,完成信号处理和浓度标定功能。依据不同的实际需要,分析主机有单通道和多通道的配置可供选择,内置激光器和标准气体校准池以及自设定多光路系统,保证了各种环境条件下被检测气体的吸收线锁定,多通道范围内激光光源的高质量输出。 

  2)现场光学传感单元(悬臂法兰型) 

  通过安装法兰盘将悬臂插入式安装于烟道中,呈双光程反射式结构;内部中空设计便于烟气快速通过,形成了开放监测光路,免采样;预留接气口,通过气泵连接到接气口可以连续吹扫,避免了烟气中的高粉尘飞灰对测量的影响;激光收发置于一侧,便于安装、调校和维护。 

  3)传输光缆和信号线  

  1、传输光缆

 

  2、同轴信号线 

 

  3、布线 

  现场光学传感单元与分析主机之间的布线(光缆和同轴信号线)可以根据用户需求,使用穿管或桥架的方式来铺设。 

  4)计算机控制系统(含软件)  

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