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1、赛默飞世尔科技（中国）有限公司 0 脱脱硝硝应应用用中中氨逃逸氨逃逸测测量解决方案量解决方案 EPM Thermo Fisher Scientific 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 1 目目 录录 一、系统介绍 2 1 采样系统 2 1.1 稀释法采样探头（高温、高尘条件） . 2 1.2 采样管线 . 3 1.3 稀释空气净化系统 . 3 1.4 自动校准 . 3 2 NO-NO2-NOX-NH3气体分析系统 4 2.1 NO-NO2-NOX-NH3 气体分析仪原理 . 4 2.2 针对脱硝出口 NO-NO2-NOX-NH3测量的 EP1001 . 5 2.3 NO-NO2-NOX-NH3
2、 气体分析仪技术指标 . 5 二、稀释法 CEMS 测量 NH3在脱硝应用中的优点 6 1 稀释法 CEMS 可以保证系统的恒定的稀释比例 . 6 2 稀释法有更好的系统精度 7 3 稀释法针对脱硝工况特点的解决方案 8 4 稀释法采用全系统校准，符合国家的相关规定 11 5 稀释法系统在运行过程中消耗品较少 11 6 稀释法系统在运行过程中维护工作量较小 11 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 2 一、一、系统介绍系统介绍 系统采用稀释技术。 稀释系统采用独特的现场样品预处理的气体采集方式。 在采样探头 顶部，通过一个音速小孔进行采样,并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释。样品气进入 分析仪之
3、前不需要除湿处理，因为样品气经过稀释后（稀释比通常选择在 20：1 至 250：1 之间） ，有效地降低了样品的露点温度，使之低于安装地的环境最低温度，从而避免了样品 气在环境温度下产生的结露现象；另一方面，样品气虽然经过稀释，但仍为带湿气体，测量 过程是典型的湿法测量。 由于稀释探头采样不需要除湿设备，因而无需增加购置除湿设备的成本及其维护费用， 除湿设备的损坏会导致湿度增加使样气结露并腐蚀而导致分析仪器故障。 稀释法可以彻底避 免样品气在采样管线中冷凝结水， 这样就无需加热气体传输管线并可避免许多与其他采样技 术伴随而来的麻烦。 这种测定方法是美国 EPA 优选的带湿计算方法，不仅避免了除
4、湿过程中产生的 SO2 和 NOX 损失，而且彻底消除了直接采样法经常发生的由于水份没有从样品中彻底消除而带来的 腐蚀影响。 稀释法提供带湿样品气测量数值和带湿烟气流量值， 因而不再需要为数据修正提 供额外的湿度计。 1 采样系统采样系统 1.1 稀释法采样探头稀释法采样探头（高温、高尘条件）（高温、高尘条件） 采用烟道外稀释并使用 INCONEL600 材质的稀释探头最高可承受摄氏 540 度高温。并且 可以有效阻止 NH3的接触反应 EDUCTOR EXHAUST (DILUTED SAMPLE OUTLET) EDUCTOR HOUSING ASSY EDUCTOR JET EDUCTO
5、R DRIVE (DILUTION AIR INPUT) ORIFICE HOLDER PARTICLES LARGER THAN 5 MICRONS DROP OUT STAINLESS STEEL FILTER HOUSING FILTER ELEMENT PURGE/CAL GAS INLET PORT CRITICAL ORIFICE EDUCTOR BODY SAMPLE GAS 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 3 对于粉尘含量较高达到几克甚至几十克每立方米的环境，我们选用 PRO2001WHP 型烟道 外稀释探头。滤芯是由 Teflon 包裹的玻璃纤维惰性材质，孔径为 0.1 mi
6、cron 。探头设有 反吹装置，在反吹是高压空气通过反吹管直接作用在滤芯和探针上，可完全清除粉尘。反吹 频率视现场实际情况调节。 在过滤器出口经过音响小孔后与干燥的稀释空气混合。 混合后样 气经取样管传送到分析仪器。 1.2 采样管线采样管线 由于稀释样品的露点低而无需跟踪加热， 所以连结采样探头和分析仪器的采样管线是无 需加热型的。 稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成， 其中两根分别用于往采样探头输送校准 气和稀释空气， 一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品， 另一根用于探头部分的真 空度监测。所有采样管线除真空管线外都是正压，从而避免了由气体泄漏所引入的误差。 稀释采样法在样品
7、的采集和传输过程中， 不象非稀释采样法那样需要采样泵及若干个流 量控制阀，从而减低了购买和运行维护成本，而且减少了故障隐患。 采样管线距离可达采样管线距离可达 100100 米。米。 1.3 稀释空气净化系统稀释空气净化系统 稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油，以及必要时去除 NH3、CO2和浓度过高的 空气本底中的SO2和NOX的仪表空气， 它应该是干燥的,露点为-30 到 - 40 ， 压力600 800 KPa。我公司采用专门的空气净化装置，很好地满足了以上要求。 1.4 自动校准自动校准 稀释系统可在预先设定的时间间隔内自动或手动对仪器的零点及跨度进行系统校准。 系 统校准是将校
8、准气注入到探头顶部，对系统的所有部件包括探头过滤器、采样管线、探头控 制器以及分析仪器进行校准， 这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行 的部分校准具有本质的区别， 是美国 EPA 唯一认可的校准方式。 系统校准可由手工完成或由 数据处理器自动设定完成，也可以通过网络由远程控制实现。 系统采用干燥压缩空气校准零点， 采用钢瓶气校准跨度。 数据采集及处理系统将规定值 与校准数据进行比较，以检验仪器的准确度，根据美国 EPA 的要求对数据进行有效性判断， 在有效的情况下可以自动进行数据修正。 系统校准在美国环保局要求中规定是必须的， 无论针对何种采样系统。 否则无法判定监 赛默飞世
9、尔科技（中国）有限公司 4 测系统的系统误差。 2 NO-NO2-NOX-NH3气体分析气体分析系统系统 2.1 NO-NO2-NOX-NH3 气体气体分析仪分析仪原理原理 在 42i 的基础上，我们进一步开发了 17i NO-NO2-NOX-NH3 分析仪。其原理就是使用加热 到 750的催化转化炉将样气含有的 NH3直接氧化成 NO，然后将转化后的样气通入分析仪， 获得 NT（总含氮量）数据；分析仪还可以测量样气中 NOx 的含量，NT 和 NOx 的浓度差就是 样气中 NH3的浓度。由于其分析测量原理和测量入口 NOx 的 42i 分析仪是一致的，因此消除 了由不同测量原理带来的误差，
10、提高了测量数据的可比性， 可以精确反映脱硝系统的运行状 况。 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 5 2.2 针对脱硝出口针对脱硝出口 NO-NO2-NOX-NH3测量测量的的 EP1001 我们针对脱硝出口烟气中含有 NH3并且需要测量 NH3逃逸的工况，我们将 NT 转化炉 和 NH3 去除器设置在探头内部。这样做的优点在于：NH3传输距离最小化 防止 NH3在传输过程中在管壁上的吸附 防止 NH3在传输过程中万一遇到水滴溶解的情况 防止 NH3在传输过程中冷却时与其它气体形成铵盐 2.3 NO-NO2-NOX-NH3 气体气体分析仪分析仪技术指标技术指标 测量原理: 化学荧光法 予设定量程：
11、0-0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 ppm 0-0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 30 mg/m3 客户量程： 0-0.05 to 100 ppm 0-0.1 to 150 mg/m3 零点噪声：0.50 ppb RMS (60秒平均时间) 最低检测限：1. 0 ppb (60秒平均时间) 零点漂移 (24 小时)： 小于 1 ppb 量程漂移 (24 小时)： 满量程的1% 反应时间： 120 秒 (10 秒平均时间) 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 6 精度：0.4 ppb (量程 500ppb) 线性： 量程的1%
12、流量要求： 0.6 liters/min. (标准) 运行温度： 15C - 35C 电源要求： 100 VAC, 115 VAC, 220-240 VAC 10% 300W（分析仪）600 W（转换 炉） 尺寸和重量： 16.75”(W) x 17.24”(H) x 23”(D), 60 lbs. (28 kg) 输出： 可选择： 电压， RS232/RS485, TCP/IP, 10 状态继电器, 和电源故障指示 (标准). 0-20 或 4-20 mA 隔离电流输出（可选） 二、二、稀释法稀释法 CEMS 测量测量 NH3在脱硝应用中在脱硝应用中 的优点的优点 准确的湿法测量美国 EPA
13、 优选方法 稀释系统大大提高了系统的可靠率，降低了系统运营和维护成本 根据美国的调查，稀释系统的平均运营成本只有直接采样系统的 1/3 到 1/2 采用探头内瞬间稀释技术，彻底消除冷凝水影响，无需跟踪加热采样管线 稀释后烟气含水量被降低到露点以下，采样管无需加热或保温 彻底避免因为结露而对仪器产生的可能损坏 稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题 烟气采样流速只是直接采样系统的 50 分之一到 100 分之一，相应烟气中含尘 量也只是 50 分之一到 100 分之一 采用从采样探头开始的全系统动态校准 美国环保局规定的校准方法，不仅针对稀释系统，同样针对直接采样系统 保证系统的准确性，而非
14、仪器的准确性。 样品气传输快 维护工作量小，消耗品用量少 国家技术监督局系统认证，国家环保局认证，ISO9001 认证 1 稀释法稀释法 CEMS 可以可以保证系统的恒定的稀释比例保证系统的恒定的稀释比例 （1）烟气吸入量的控制：我公司的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 7 满足设定的最小真空度要求时，音速小孔两端的压差将大于 0.46 倍，此时通过 音速小孔的气体流量将是恒定的；也就是说音速小孔后面的负压大于一定阈值 的时候（-53KPa） ，就可以保证烟气吸入量的恒定；温度,压力的变化将不会影 响稀释比。而我们采用文丘里管作为音速小孔后面的抽气器，
15、稀释气对着文丘 里管的喉部吹，就可以产生足够大的真空将烟气吸入，并满足音速小孔正常工 作的真空度阈值条件。可以看到，探头的主要部件都是依照气动学原理工作。 只要保证仪表气能够连续提供（仪表气要求：0.6MPa，20L/min） ，就可以保证 音速小孔和文丘里管正常工作。 （2） 稀释气量的控制：首先，文丘里管本身就是限流元件，稀释气量在这里就被有 效地控制；其次仪表气进入系统后有多级的压力调节装置，送往探头的稀释气 压力一般为 0.35kPa，并且保证是恒定的压力。因而，系统就保证了稀释气量 的恒定。并且，由于保证了稀释气压力的恒定，也就保证了文丘里管真空度的 恒定，同时，保证了烟气吸入量的恒
16、定，也就保证了稀释比例的恒定。 （3） 由于采用了音速小孔这一气动力学元件，有效的克服了烟气压力、温度的变化 对稀释比例的影响。 （4） 我们采用系统校准的方法，即标气喷入探头的最前端，经过和正常采样一样的 路径，进入分析仪，可以验证稀释比例的恒定，并全面消除系统误差。 综上所述，我们的系统可以保证恒定的稀释比例。 2 稀释法有更好的系统精度稀释法有更好的系统精度 （1）如上所述，系统可以保证恒定的稀释比例。 （2）采用大气监测仪表，有更好的精度。采用化学发光法对氮氧化物进行分析，其工 作可靠有效，输出简单易读，对氮氧化物的分析能力可从 1ppb 到 100ppm。一个 反应室就可设置多档量程，并可设置双量程自动切换，且量程选择范围非常宽， 可以在不同量程下保证精度及线性。如下述性能指标所示，我公司仪表的精度为 读数的 1或 1ppb（取较大者） ，分析仪最小量程为 50ppb，稀释比例 100:1，则 系统最小量程为 5pp 棉，精度远高于 NDIR 分析仪的精度。 （3）我们采
