L'ossido di azoto contenuto nelle emissioni di gas di fumo delle caldaie a carbone è un precursore importante dell'inquinamento atmosferico e il controllo delle emissioni totali di NOx di gas di fumo durante il processo di combustione del carbone è l'obiettivo delle normative ambientali nazionali. La riduzione catalitica selettiva (SCR) e la riduzione non catalitica selettiva (SNCR) sono attualmente le principali tecnologie di denitrificazione dei gas di fumo. Inietando ammoniaca o urea nel gas di fumo, il suo componente principale NH3 reagisce chimicamente con gli ossidi di azoto per generare N2 e H2O ambientalmente innocui. Per ottimizzare l'efficienza della spruzzatura di ammoniaca e ridurre le emissioni e il consumo di NH3, è necessario monitorare in tempo reale le concentrazioni residue di NH3 nei gas di fumo. In genere, lo strumento di monitoraggio della fuga di ammoniaca è installato alla fine della reazione di riduzione dopo l'iniezione di ammoniaca (nota dell'icona sotto).

Diagramma di processo per la denitratrizzazione SCR di una centrale elettrica a carbone tipica

Problemi con i metodi di analisi online di ammoniaca di fuga tradizionali
Il canale di fumo utilizza l'installazione diretta a getto, l'alta precisione dell'apertura della flangia a getto, in condizioni di installazione difficili, come la vibrazione, l'espansione e la contrazione del canale di fumo, la precisione della luce dello strumento è difficile da raggiungere, influenzando direttamente la stabilità e la precisione del sistema.
Il sistema di analisi online in loco non può accedere al gas di calibrazione per l'ispezione e la calibrazione
Lo spettro di assorbimento disponibile per l'analisi a infrarossi vicini NH3 è stretto, il picco di assorbimento è piccolo e vulnerabile alle interferenze di altri componenti di gas
Limite inferiore di misurazione per strumenti di analisi a infrarossi vicini NH3 1ppm, bassa risoluzione

Spettrologia di assorbimento laser a semiconduttore sintonizzabile (TDLAS)

Attualmente, il metodo di rilevamento della fuga di denitroammoniaca ad alta temperatura efficace ed economico è il metodo di rilevamento TDLAS. TDLAS è più preferito dagli utenti a causa del minor numero di componenti vulnerabili e della necessità di diluizione del gas del campione. Il suo principio di base è quello di sintonizzare una lunghezza d'onda specifica del laser a semiconduttore, in modo da spazzare attraverso la linea spettrale di assorbimento del gas da misurare, la luce trasmessa dopo essere assorbita dal gas viene ricevuta dal rilevatore fotoelettrico, la componente armonica dello spettro di trasmissione viene estratta dal modulo di amplificazione a fase bloccata e le informazioni sulla concentrazione del gas da misurare vengono invertite.

Vantaggi della tecnologia QCL-TDLAS
Shanghai Cluster utilizza la tecnologia QCL-TDLAS, la linea spettrale di destinazione è il picco di assorbimento più forte delle molecole di ammoniaco nella banda infrarossa media. Gli studi di spettroscopia molecolare hanno dimostrato che la linea di assorbimento infrarosso nelle molecole di ammoniaco è decine di volte più forte della linea di assorbimento infrarosso vicino, e nelle stesse condizioni di misura, la precisione del rilevamento può raggiungere il livello di ppb, decine di volte superiore al TDLAS infrarosso vicino. L'azienda ha adottato rivoluzionariamente il QCL semiconduttore leader internazionale come fonte laser, combinando un design di percorso ottico stabile e affidabile e una tecnologia esclusiva di elaborazione del segnale, consentendo alla tecnologia di rilevamento ottico TDLAS di raggiungere una precisione e una stabilità senza precedenti, risolvendo lo stato attuale della scarsa stabilità e della scarsa precisione dei misuratori di ammoniaco a infrarossi vicini, in grado di soddisfare pienamente le esigenze del mercato.

Contrasto di intensità della linea di assorbimento dell'infrarosso vicino (all'interno della cornice blu) e dell'infrarosso medio (all'interno della cornice rossa) delle molecole di ammoniaco

Vantaggi del prodotto

Risolvere la distorsione di rilevamento del canale di fumo di grande sezione e microconcentrazione del sistema di analisi laser in situ; La luce non è accurata causata da fattori quali le vibrazioni del canale di fumo e il cambiamento della temperatura ambiente, causando il cambiamento dello stress del canale di fumo; L'alta polvere e l'alta umidità influiscono sulla trasmissione del laser; Polvere di fumo e gas corrosivi adsorbono sulla superficie della lente, causando la focalizzazione della lente e l'impatto della scalatura sul rilevamento laser; Problemi di applicazione come la calibrazione online non sono possibili.
Il metodo di misurazione di pompaggio laser utilizza il metodo di campionamento di pompaggio, il gas di fumo viene estratto dal canale di fumo e dopo la rimozione della polvere e la purificazione viene inserito nella camera di analisi del gas, utilizzando la tecnologia TDLAS per il test. Il processo di campionamento è accompagnato dal calore e i dati sulla concentrazione del gas da misurare sono veri e affidabili. Il dispositivo può essere calibrato e messo a zero con il rilevamento del gas standard. Evita efficacemente l'effetto di fattori come le vibrazioni dei canali di fumo e l'espansione termica sulla rilevazione laser. Adatto per il monitoraggio delle fonti di inquinamento dei gas di fumo in condizioni ambientali difficili e complesse.
La struttura del sistema facilita la manutenzione successiva, la calibrazione, la pulizia e l'espansione delle funzionalità

Confronto tra QCL-TDLAS integrato di Shanghai e la tecnologia di rilevamento NH3 generale

Parametri tecnici

Tecnologia di assorbimento laser a cascata quantistica di seconda generazione (QCL-TDLAS)

Indicatori tecnici

Intervalo di misurazione 0-10ppm, 0-100ppm (più misurazioni opzionali)
Tempo di risposta ≤10s
Errore lineare ≤±1% F.S.
Ripetibilità ≤1% F.S.
Distanza di misura ≤Dist1% F.S./semestre
Limite inferiore di rilevamento 0.01ppm
Periodo di calibrazione/manutenzione ≤2 volte/anno
Tempo di riscaldamento ≤30 minuti
Tasso di anomalie dei dati ≤1 volta/semestre
Resistenza alle vibrazioni ≤7mm/s (può resistere alle vibrazioni generali)
Capacità di archiviazione integrata di 8 GB, archiviazione continua di 2 anni in condizioni di funzionamento normali

Condizioni di lavoro
Alimentazione 200-240 VAC 50Hz
Gas antisoffio Pulizia dell'aria compressa per strumenti
Temperatura ambiente -10 ℃ ~ 50 ℃ (senza condensazione)
Temperatura del gas di fumo da 100 a 600 °C
Consumo di potenza <1.5KW

Pretrattamento

Dimensioni del prodotto 1700 x 600 x 600mm (altezza x larghezza x profondità)
Metodo di trattamento Aspirazione diretta (metodo termico umido)
Flusso di campionamento Nessun requisito speciale
Temperatura dell'aria del campione ≥ 180 ℃ (senza punto di freddo per tutto il percorso)
Contenuto idrico Senza condensazione
Filtro della polvere Precisione del filtro < 0,5 μm
Interazione uomo-computer (HMI)
Classe di protezione IP54

Segnale di interfaccia

Uscita analogica 2 uscite 4-20mA (carico massimo isolato 750Ω)
Uscita digitale Modbus RS485 standard, Ethernet opzionale
Uscita relè 3 uscite

Installazione

Metodo di installazione Installazione a terra
Flangia di accoppiamento della sonda di campionamento DN65 PN16 (GB HG20592-97)

Applicazioni industriali

Denitrificazione di centrali termiche

Desnitrificazione del forno di rotazione del cemento
Impianto di combustione dei rifiuti