Os óxidos de nitrogênio contidos nas emissões de gases de combustão das caldeiras de carvão são precursores importantes da poluição do ar, e o controle das emissões totais de gases de combustão do processo de combustão de carvão é o foco das regulamentações ambientais nacionais. As tecnologias de redução catalítica seletiva (SCR) e redução não catalítica seletiva (SNCR) são atualmente as principais tecnologias de desnitrificação de gás de fumaça. Ao injetar amônia ou úrea no gás de fumaça, o seu principal componente NH3 reage químicamente com o óxido de nitrogênio para gerar N2 e H2O ambientalmente inofensivos. Para otimizar a eficiência da pulverização de amônia e reduzir as emissões e o consumo de NH3, a concentração de NH3 residual no gás de fumaça deve ser monitorada em tempo real. Em geral, o instrumento de monitoramento da fuga de amônia é instalado no final da reação de redução após a injeção de amônia (nota do ícone abaixo).

Diagrama de fluxo de desnitrificação SCR típica de usinas de carvão

Problemas com os métodos tradicionais de análise on-line de amônia de fuga
A instalação direta do canal de fumaça, a precisão da abertura da franja de fumaça é alta, em condições de instalação difíceis, como a vibração, expansão e contração do canal de fumaça, a precisão da luz do instrumento é difícil de alcançar os requisitos de uso, afetando diretamente a estabilidade e a precisão do sistema.
O sistema de análise on-line in situ não tem acesso ao gás para inspeção e calibração
Espectro de absorção disponível para análise de infravermelho próximo NH3 é estreito, picos de absorção são pequenos e vulneráveis ​​a interferências de outros componentes de gás
Limite inferior de medição do instrumento de análise de infravermelho próximo NH3 de 1ppm, baixa resolução

Espectroscopia de absorção a laser de semicondutores sintonizável (TDLAS)

Atualmente, o método eficaz e econômico de detecção de fuga de desnitreamônia de alta temperatura é o método de detecção TDLAS. O TDLAS é mais preferido pelos usuários devido ao menor número de componentes frágeis e à falta de diluição de gás. Seu princípio básico é sintonizar o comprimento de onda específico do laser semicondutor, para que ele varre a linha espectral de absorção do gás medido, a luz transmitida após a absorção do gás é recebida pelo detector fotoeletrônico, a composição armônica do espectro de transmissão é extraída pelo módulo de amplificação de fase bloqueada e a informação de concentração do gás a medir é invertida.

Vantagens da tecnologia QCL-TDLAS
Usando a tecnologia QCL-TDLAS, a linha espectral alvo é o pico de absorção mais forte das moléculas de amônia na faixa infravermelha média. Estudos de espectroscopia molecular mostraram que a linha de absorção do infravermelho em moléculas de amônia é dezenas de vezes mais forte do que a linha de absorção do infravermelho próximo, e sob as mesmas condições de medição, a precisão da detecção pode atingir o nível de ppb, dezenas de vezes maior do que o TDLAS do infravermelho próximo. A empresa adotou revolucionáriamente o QCL semicondutor líder internacional como fonte de laser, combinando design óptico estável e confiável com tecnologia exclusiva de processamento de sinal, permitindo que a tecnologia de sensor óptico TDLAS alcance uma precisão e estabilidade sem precedentes, resolvendo a situação atual de baixa estabilidade e baixa precisão do medidor de amônia do infravermelho próximo, que pode atender plenamente às necessidades do mercado.

Contraste de intensidade da linha espectral de absorção do infravermelho próximo (dentro da estrutura azul) e do infravermelho médio (dentro da estrutura vermelha) de moléculas de amônia

Benefícios do produto

Resolver a distorção de detecção de microconcentração e grande seção do sistema de análise a laser in situ; Vibração do canal de fumaça, mudanças na temperatura ambiente, causando mudanças no estresse do canal de fumaça e outros fatores; Alta poeira e alta umidade na detecção do laser afetam a transmissibilidade do laser; A poeira do gás de fumaça e os gases corrosivos adsorem-se na superfície da lente, causando foco da lente e impacto da escamação na detecção a laser; Problemas de aplicação como calibração on-line.
O método de medição de extração a laser usa o método de amostragem de extração, o gás de fumaça é extraído do canal de fumaça e depois de remover a poeira e purificar para a câmara de análise de gás, usando a tecnologia TDLAS para o teste. O processo de amostragem é acompanhado por aquecimento durante todo o processo, e os dados de concentração de gás a medir são verdadeiros e confiáveis. O dispositivo pode ser calibrado e ajustado a zero com detecção de gás padrão. Evita efetivamente o efeito da vibração do canal de fumaça, expansão térmica e outros fatores na detecção a laser. Aplicável ao monitoramento de fontes de poluição de gás de fumo em condições ambientais difíceis e complexas.
Estrutura do sistema para manutenção posterior, calibração, limpeza e expansão funcional

Comparação do QCL-TDLAS com a tecnologia de teste NH3 geral

Parâmetros técnicos

Tecnologia de espectroscopia de absorção a laser em cascada quântica de segunda geração (QCL-TDLAS)

Indicadores técnicos

Rango de medição 0-10ppm, 0-100ppm (mais medição opcional)
Tempo de resposta ≤10s
Erro linear ≤±1% F.S.
Repetibilidade ≤1% F.S.
Distância de medida ≤Des1% F.S./semestre
Limite inferior de detecção 0.01ppm
Ciclo de calibração/manutenção ≤2 vezes/ano
Tempo de pré-aquecimento ≤30 minutos
Taxa de anomalia de dados ≤1 vez/semestre
Capacidade de vibração ≤7mm/s (pode suportar vibrações gerais)
Capacidade de armazenamento de dados integrada de 8 GB, armazenamento contínuo de dados por 2 anos em estado de funcionamento normal

Condições de trabalho
Fonte de alimentação 200-240 VAC 50Hz
Ar comprimido para medidores limpos
Temperatura ambiente -10 ℃ ~ 50 ℃ (sem condensação)
Temperatura do gás de fumaça 100-600°C
Consumo de energia <1.5KW

pré-tratamento

Dimensões do produto 1700 x 600 x 600mm (altura x largura x profundidade)
Tratamento Extração direta (termo-úmido)
Fluxo de amostragem Sem requisitos especiais
Temperatura do ar da amostra ≥180 ℃ (sem ponto frio durante todo o curso)
Conteúdo de água sem condensação
Filtro de poeira Precisão de filtragem < 0,5 μm
Interface de operação Interação humano-máquina (HMI)
Classe de proteção IP54

Sinal da interface

Saída analógica 2 saídas 4-20mA (carga máxima de isolamento 750Ω)
Saída digital Modbus RS485 padrão, Ethernet opcional
Saída do relé 3 saídas

Instalação

Instalação Instalação no solo
Flange de acoplamento da sonda de amostragem DN65 PN16 (GB HG20592-97)

Aplicações da indústria

Processo de desnitrificação de usinas de energia térmica

Processo de desnitrificação do forno de rotação de cimento
Instalação de incineração de resíduos