随着社会的发展，环保问题越来越重视，NOx的排放标准也提到新的高度，但是脱硝投入以来带来不少问题，针对氨逃逸高这一问题进行探讨和分析，本文主要探讨氨逃逸在运行中的控制方法，以期对锅炉设备安全和经济效益的提高有所帮助。

一、氨逃逸高的原因

       氨逃逸是影响SCR系统运行的一项重要参数，实际生产过程中通常是多于理论量的氨到达反应器，反应后在烟气下游多余的氨称为氨逃逸，氨逃逸是通过单位体积内氨含量来表示的。为了达到环保要求，往往需要一定过量的氨，所以也对应着会有一个合适的氨逃逸值，该值设计为不大于5ppm，但是往往实际运行中偏大，主要有以下因素：

    （1）每只氨喷嘴喷氨流量分布不均，烟气中存在氨水局部分布不均，烟气流速不均匀，各喷嘴出口的喷氨量差异较大，浓度高的地方氨逃逸相对高一些。

    （2）烟气温度，反应温度过低，NOx与氨的反应速率降低，会造成NH₃的大量逃逸，但是，反应温度过高，氨又会额外生成NO，所以，NH₃存在最佳的反应温度，在SNCR氨的最佳反应温度800-1100℃；SCR反应器是以活性成分为WO3和V2O5为催化剂蜂窝装模块，还原剂为来自上游SNCR系统的氨逃逸作为还原剂，在催化剂的作用下，氨水与NOx在315~380℃的温度区间内反应，生成氮气和水，达到脱硝的目的，如果温度过高过低达不到反应效果，势必增加氨逃逸。

    （3）催化剂堵塞，脱硝效率下降，为了保持环保参数不超标，会喷更多的氨，这将引起恶性循环，催化剂局部堵塞、性能老化，导致催化剂各处催化效率不同，为了控制出口参数，只能增加喷氨量，从而导致局部氨逃逸升高。

    （4）雾化风量偏小，喷嘴雾化不好，氨水与烟气不能充分混合，将产生大量的氨逃逸。

    （5）氨水浓度，氨水浓度配置，浓度高低无法受控，凭着感觉配置，就目前C锅炉而言，基本上氨水浓度高，氨水调阀开度过小，雾化不好易自关，导致氨逃逸高，操作难度大。

    （6）燃烧波动时，SNCR入口烟气中的NOx浓度大幅波动，往往会加大喷氨量，机械地实现“达标排放”，过量的氨水，可导致氨逃逸增加，直接危及炉后设备和系统安全运行。

二、氨逃逸的控制

    （1）对于喷氨流量分布不均造成的氨逃逸偏差，可以通过调整氨水喷嘴前的球阀控制，在平时操作中尽可能使旋转喷嘴喷头朝下，增加反应时间，每只喷嘴喷氨分布均匀（其操作看压力降），NH₃与NO充分反应，降低NH₃/NO摩尔比，从而降低氨逃逸，达到脱硝效率与运行费用的平衡。

氨逃逸浓度增加还与氨水喷嘴密切相关，当氨水喷嘴堵塞时将加剧逃逸氨的产生，应在锅炉运行过程中检查氨水喷嘴，及时疏通或更换，确保氨水喷嘴正常投运。

    （2）烟气温度决定着SNCR和SCR的反应效果，进而影响氨逃逸的大小。烟气温度变化幅度大，在低负荷时，烟温下降，局部烟温太低，会引起催化剂活性下降，从而引起氨逃逸升高，本脱硝所选用的催化剂在315~380℃范围为最佳，所以要根据锅炉负荷和燃烧情况在满足的条件下维持烟气温度在最佳范围内。煤粉专烧时，SCR反应器温度达到345℃左右，能很好满足氮氧化物与氨水反应条件，SCR反应器反应效率提高，SCR反应器出口氮氧化物及氨逃逸浓度偏低，氮氧化物浓度平均达到60mg/m3，氨逃逸浓度平均达到2.8ppm；煤气混烧时，SCR反应器温度只有300℃左右，此时通过锅炉配风调节提高锅炉火焰中心位置或通过增加上层燃气，燃气量提高SCR反应器温度的方法，降低SCR反应器出口氮氧化物及氨逃逸浓度。

    （3）催化剂存在着使用寿命，一旦使用时间过长老化，催化效果就会变差，脱硝反应也会变差，为保证环保合格的情况下大量喷氨就会造成氨逃逸增加，所以当催化剂老化时要及时在停炉大小修时进行更换，保证氨逃逸合格的同时，也能更好做好环保。

    （4）燃煤锅炉，脱硝反应区处在高灰尘区，会在反应区积累灰尘，积灰将会使反应变差，氨逃逸增加。锅炉运行过程中SCR反应器每周至少吹灰一次，清除SCR反应器积灰提高SCR反应器效率，降低氨逃逸浓度。

    （5）雾化风对于脱硝反应明显，也直接决定着氨逃逸，而氨水能否充分的雾化与风量成正比关系，为提高氨水雾化效果，需提高压缩空气压力在350kpa以上。

    （6）当锅炉燃烧扰动时要及时根据脱硝反应器入口的NOx含量对氨水进行调整分配，防止氨逃逸过大或两侧偏差大，甚至因为调整不到位带来的环保超标问题。锅炉负荷变化会导致锅炉烟气量、烟气温度及SCR入口浓度变化。当锅炉负荷降低时，烟气量减少，烟气中氮氧化物含量降低使得SCR反应器内流速降低，烟气在催化剂上停留时间增加，提高了脱硝效率，从而降低了氨逃逸浓度。

    （7）其他影响因素及防范

       锅炉烟气在SCR反应器停留时间为0.1～0.2s，为使锅炉烟气中残留氨水与烟气中的氮氧化物在催化剂作用下有足够反应时间，降低锅炉SCR反应器出口氮氧化物、氨逃逸浓度，通常选择降低锅炉炉膛负压的方式进行，锅炉运行过程中锅炉炉膛负压控制在-30～-50Pa之间，锅炉燃烧稳定，在SCR反应器出口氮氧化物达标排放前提下、氨逃逸浓度能有效控制。当氨逃逸过大不好好控制的话会生成的硫酸氢铵，不仅会造成催化剂层的失效和空预器堵塞，更会造成更大的严重问题，腐蚀设备降低寿命。

       总之，合理控制锅炉SCR出口氨逃逸浓度能有效预防锅炉空预器堵塞及减轻氨水对下游设备的腐蚀，SCR脱硝装置在运行过程中应对氨逃逸应予以高度重视。鉴于此，有必要加强SNCR、SCR运行阶段科学调控，将SCR装置的氨逃逸率控制到3ppm左右，甚至以下，减轻氨逃逸后硫酸铵或硫酸氢铵生成对炉后设备的影响。

三、结论和建议

      本文通过对燃煤锅炉脱硝系统氨逃逸的分析，找出了影响氨逃逸的主要因素，并针对原因，提出了解决方案和措施。通过对氨逃逸危害的进一步认识，在今后的运行中，要加强对氨逃逸含量的持续监测，通过氨逃逸的含量来改进相应工艺。

四、激光氨气分析仪技术详细描述

1、货物配置表（单套）

序号	名称	型号和规格	数量	单位	制造商名称
1	预处理机柜	预处理及控制装置	1	套	天禹智控
1.1	分析机柜	1145H×860L×325Wmm	1	台	天禹智控
1.2	电磁阀	DC24V，常开	1	个	AIRTAC
1.3	射流泵	8L/min	1	个	天禹智控
1.4	高温精密过滤器	0.2um，304不锈钢	1	套	天禹智控
1.5	控制电路	包括自动采样、反吹、温控	1	套	国产
1.6	高温截止阀	SP-0124，常闭型气动阀	1	个	国产
2	分析仪	NH3:0-20ppm	1	台	天禹智控
3	加热型（带反吹）取样探头		1	套	天禹智控
4	采样伴热管线	60w/m	5	米	华源电伴热
5	校准装置：气体及减压阀等	8L瓶装NH3一件，减压阀1个	1	套	上海神开
6	随机配件	随机配件清单	1	套	天禹智控

 

2、货物参数、指标、性能详细描述

2.1 系统概述

      本激光氨气分析仪采用高温伴热抽取技术，对脱硝过程中的逃逸氨进行连续在线监测,系统由取样及传输单元、预处理及控制单元、分析单元三部分构成，主要应用于众多工业领域气体排放监测和过程控制，例如:燃煤发电厂、铝厂、钢铁厂、冶炼厂、垃圾发电站、水泥厂和化工厂、玻璃厂等。

      分析仪采用TDLAS技术(可调谐半导体激光光谱吸收技术Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，为目前国际最先进的气体测量方法之一，该仪表具有灵敏度高、响应速度快、不受背景气体干扰、非接触式测量等特点，为实时准确地反映NH3变化提供了可靠保证。

2.2 取样探头

2.2.1 装置特点

      加热型取样探头用于本系统的样气采样，具有滤尘和伴热的功能，可以有效的防止采集的样气的冷凝，独特的结构设计使采样系统更加可靠，样气丢失率更小，保证分析系统的稳定和真实；

产品特点：

1、 该装置与样品接触的部分全部采用316L不锈钢材料加工制成，高温条件下抗腐能力很强。配制防雨罩完全可以胜任室外工作环境。

2、 在设计上采用等温加热体，结构紧凑，加热温度稳定。

3、 过滤器滤芯采用SiC陶瓷过滤器，具有过滤面积大，过滤精度高等特点，更换时可将其从装置中整体拉出，操作简单，无需工具，大大地缩短维护更换的时间，并降低了劳动强度。

4、 该装置除设有一样气输出口外，还设置有一个可复用的反吹／校准口，在配置时可灵活安排气路。

5、 操作简单,带有低温报警.

6、 滤芯更换无需工具。

7、 开关方便，带扣锁保护罩

8、 高效过滤清洁系统

技术参数

1、 最高采样温度：300℃

2、 最大工作压力：5bar

3、 采样腔加热温度: 200℃（出厂设定，温度可调）

4、 电源：220VAC 50/60Hz  400W

5、 环境温度：－20~80℃

6、 最大粉尘浓度：100g/m3

7、 陶瓷滤芯过滤精度：2μm（其它精度可选，1-10μm）

8、 滤芯尺寸：150*40/20mm 

9、 反吹气接口：OD8/6卡套式接头。

10、 采样气出口：OD8/6卡套式接头 

11、 含采样探杆：￠25×1200mm/长度可选

12、 安装附件:安装法兰盘\对装法兰盘\安装螺栓\法兰盘密封平垫

2.3 预处理及控制单元

系统流程图

2.3.1 工作流程

       如系统流程图所示，样气经采样探头，由采样伴热管输送至预处理单元，预处理单元包括常闭型高温阀SV1，精密过滤器、射流泵，其中SV1阀用于在停止采样时切断气路，精密过滤器用于进一步净化样气，去除样气中的粉尘等，射流泵则用于提供样气传输时的动力，系统由PLC控制实际自动周期采样及吹扫。所有样气流经元件及管路均置于恒温加热盒中，防止管路被铵盐堵塞，减少样气损失。

2.3.2 技术参数

² 机柜：1146H×860L×325mm，防护等级IP65；

² 材质：采用2mm钢板静电喷涂；

² 控制系统：采用PLC控制，实现自动采样、吹扫、故障报警等；

² 射流泵：使用0.2-0.6MPa压缩气源经预加热后进入射流泵产生采样动力，采样流量8L/min，316L材质，防腐蚀，无机械部件，保障长时间稳定运行，；

² 除尘：经过采样探头除尘的气体再经过一级0.2um级过滤器再到气体分析仪，确保分析仪的长期稳定运行；

² 加热：所有样气流经元件及管路均置于恒温加热盒中,加热控制温度190℃;

² 系统供电:AC220V,3000W。

 

2.4 分析单元

 

2.4.1测量原理

       激光气体分析仪的测量原理是可调谐半导体激光光谱吸收技术Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，TDLAS最早于20世纪70年代提出。初期的TDLAS技术只是一种实验室研究用技术，随着半导体激光技术在20世纪80年代的迅速发展，特别是20世纪90年代以来，基于TDLAS技术的现场在线分析仪表已逐渐发展成熟，能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。

2.4.2 优点可调谐半导体激光光谱吸收技术TDLAS本质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体分子的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽，如上图。因此，半导体激光吸收光谱技术是一种高分辨率的光谱吸收技术。系统采用特定波长的激光束穿过被测气体，激光强度的衰减与气体的浓度满足朗伯.比尔定理，因此可以通过检测激光强度的衰减信息分析获得被测气体的浓度。采用半导体激光吸收光谱技术的激光气体分析仪可从原理上抗背景气体的干扰，测量结果可靠性高。

1 .不受背景气体的影响 

      传统非色散红外光谱吸收技术采用的光源谱带很宽，其谱宽范围内除了被测气体的吸收谱线外，还有很多基他背景气体的吸收谱线。因此，光源发出的光除了被待测气体的多条谱线吸收外还被一些背景气体的吸收，从而导致测量的不准确性。而半导体激光吸收光谱技术中使用的半导体激光的谱宽小于0.001nm，远小于被测气体一条吸收谱线的谱宽。如图2-1所示的“单线吸收光谱”数据。 同时在选择该吸收谱线时，就保证在所选吸收谱线频率附近约10倍谱线宽度范围内无测量环境中背景气体组分的吸收谱线，从而避免这些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。

2. 不受粉尘干扰

      如图2-1激光气体分析仪通过调制激光器的频率使之周期性地扫描被测气体的吸收谱线，激光频率的扫描范围被设置为大于被测气体吸收谱线的宽度，从而在一次扫描中包含有不被气体吸收谱线衰减的图2-1中的黄绿区（1区）和被气体吸收谱线衰减的红色区（2区）。从1区得到的测量信号包含粉尘和视窗污染的透过率，从2区得到的测量信号除包含粉尘和视窗污染的透过率还包含被气体吸收的光强衰减。因此，通过在一个激光频率扫描周期内对1区和2区的同时测量可以准确获得被气体吸收衰减掉的透光率，从而不受粉尘及视窗污染产生光强衰减对气体测量浓度的影响。

2.5技术指标

1 .测量参数

 

2.结构参数

  3．电气参数