脱硫脱硝氨逃逸在线检测

氨逃逸（NH3）分析仪

A.    

TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)是可调谐二极管激光吸收光谱技术的简称，由于激光二极管采用半导体材料制成，通常又称为可调谐半导体激光吸收光谱技术。

TDLAS技术本质是一种吸收光谱技术，也是通过分析光被气体的选择吸收测得气体浓度。采用发射一束光通过待测气体，在另一端接收，发射器与接收器间的距离确定了光程，测量原理基于比尔定律：

因此可以通过对吸收率的测量来反演吸收分子浓度。

首先选定被测气体某条吸收谱线的频率位置然，后选择相应发射频率范围的激光二极管，设置适宜的温度值以确定激光中心频率，通过注入低频率的锯齿波电流，使激光频率扫描过整条吸收谱线从而获得单线吸收光谱数据，吸收光谱的单线特性可以避免背景气体组分对被测气体的交叉吸收干扰 保证测量的准确性。

B.     技术优势

与传统非分光红外分析技术使用谱宽很宽且固定波长的红外光源不同的是， DLAS技术使用谱宽非常小(也就是单色性非常好) 且波长可调谐的半导体激光器作为光源。因此，DLAS技术具有传统非分光红外分析技术无法实现的一些性能优点。

n       不受背景气体交叉干扰

半导体激光器发射的激光谱宽小于0.0001nm，是红外光源谱宽的1/106，远小于红外光源谱宽和被测气体单吸收谱线宽度，其频率调制扫描范围也仅包含被测气体单吸收谱线（半导体激光吸收光谱技术也因此被称为单线光谱技术），因此成功消除了背景气体交叉干扰影响。

n       不受粉尘和视窗污染干扰

非分光红外气体分析仪在分析粉尘含量较大的气体时，粉尘和被污染的光学元件会引起气室透光率的变化，而固定波长的光源又无法区别气体和粉尘的吸收，因此无法自动修正粉尘对光学元件的污染影响。而半导体激光的波长可通过调制工作电流而被扫描，使激光波长既扫描过有气体吸收的区域，也扫描过没有气体吸收的区域。当波长位于吸收区域时可测得包含气体和粉尘在内的总透光率T_总，当波长位于无气体吸收区域时可以测得粉尘透光率T_粉尘，从而可以准确获得被测气体的透光率T_气体 =T_总/ T_粉尘。DLAS技术通过激光波长扫描技术修正了粉尘和视窗污染对测量的影响。

n       不受被测气体环境参数变化干扰

被测气体环境参数—温度或压力变化通常导致谱线强度和展宽发生变化，对温度或压力信号不加修正就会影响测量结果。而DLAS技术是对被测气体单一吸收谱线进行分析，因此可较容易地对温度、压力效应进行修正。为此系统内置了温度和压力自动修正功能，能根据实际测量得到的被测气体温度和压力对气体成分测量值进行自动修正，从而可实现精确的在线气体分析。

综上所述，单线光谱技术、激光波长扫描技术和环境参数自动修正技术使DLAS技术可以被用于实现气体的原位分析，因此比非分光红外等传统采样气体分析系统具备更强的环境适应性。并且由于激光气体分析系统省却了采样预处理装置，结构简单、无运动部件，维护标定方便、可靠性高，响应速度快而准确，大大提升了在线过程气体检测的水平。

C.     技术参数

测量组分:NH3

量程:0-50ppm（按客户需求而定，最低可达0-10ppm）

检测下限:0.1ppm（10米光程）

响应时间:1秒（指仪表的响应时间，而系统响应时间还需要考虑预处理导致的滞后）

校正:出厂设定

气体压力:25—2000mbar

系统漂移:无漂移

模拟量输出:4-20mA

数字通讯接口:RS232

电源:220VAC

吹扫气:仪表级压缩空气

环境温度:-10℃—50℃

伴热温度:200℃

安装方式:在位式

本系统的流路主要由测量流路、反吹流路、标定流路及涡旋制冷流路组成，具体流路示意图如下：

 

系统进入测量状态后，电动执行机构带动两通球阀切换到采样气路，在引流泵的作用下，被测气体经由探头杆、，两通球阀、二级过滤器进入NH3模块，NH3模块利用吸收技术（TDLAS）对气体进行分析，得到NH3的浓度（高温热湿法），最后排空。

系统定时会进入校准状态进行自动调零，此时两通球阀切换到校准气路，校准电磁阀打开，在引流泵的作用下，环境空气经过滤器、校准电磁阀后进入气体室，对气体室中残留的被测气体进行吹扫，吹扫干净后，对NH3进行一次调零；系统定时会进入反吹状态对采样探头进行反吹，此时两通球阀切换到反吹气路，反吹电磁阀打开，系统自动控制反吹电磁阀开或关，实现对探头过滤器的反吹。

结构：装置由取样管、探头法兰、取样法兰管、滤芯、反吹气罐、反吹电磁阀、探头保温罩等组成。

样气经过探头时会有过滤和加热两个步骤，此两个步骤是同时进行的，采样探头外接采样伴热复合管，样气出口接头规格Φ6-Φ8。

在抽气泵的作用下，被测样品气由插入样品管壁内的采样管进入装置的腔体,经粉尘过滤器流向样品气输出口。取样过程中样品气的温度始终处于很高的状态（温控器最高温控设定值为250℃），使样品气中的水不至于发生冷凝、也不会产生铵盐结晶，从而明显地改善了过滤器的工作条件。探头出口连接反吹电磁阀和反吹气罐，电磁阀在系统的控制下，可以定期发起反吹，将附着在过滤器表面的粉尘反吹回烟道，避免堵塞。

A.     系统安装

a)     取样点选择

SCR工艺的氨逃逸取样点应选在催化转换完成后的管段，并尽量靠近转化出口，优先选择垂直管段。

为了保证气流在安装处管道内的均匀性,安装位置需选在一段直管道上,在测量点前的直管道长度至少为管道直径的2倍（最好5倍）以上,在测量点后的直管道长度至少为管道直径的0.5倍(最好2倍)以上；条件允许下避免安装在强电磁干扰、强辐射、强腐蚀的环境下。

对矩形烟道，其当量直径为：D=2AB/（A+B），式中A、B为管道边长。

a)   取样探头安装

将采样探头插入烟道或烟囱上和预埋法兰，可用不锈钢螺栓加以固定。探头安装一般采取垂直与烟道或烟囱，实际安装中采取略微倾斜安装比较适宜。