氨气测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种氨气测量系统，其包括：取样单元；分析单元，其沿样气的流动方向布置在取样单元之后，并包括测量装置以及与第一样气流路流体连通的第二样气流路；在取样单元内的第一样气流路和分析单元内的第二样气流路中的至少一者上或者在二者之间布置有旋风分离器，其构造成能从样气中至少分离出至少部分在氨气测量系统的内部流动过程中所形成的颗粒物。借助氨气测量系统的布置在样气流路上的旋风分离器，能实现将大量的颗粒物从样气中去除，从而尽可能减少例如理由铵盐结晶造成的对氨气量测量不准的影响。对氨气量测量不准的影响。对氨气量测量不准的影响。

【技术实现步骤摘要】
氨气测量系统


[0001]本技术涉及一种用于测量氨气(例如，烟气中的氨逃逸量)的氨气测量系统。

技术介绍

[0002]根据科学研究，氮氧化物排放会引起酸沉降、细粒子、臭氧等环境问题。由于发电厂是氮氧化物的主要来源，业界开发了洁净燃煤技术和低NOx燃气涡轮机，以消除或减少排放到大气中的污染物。这些技术能够控制燃烧以最大限度地减少氮氧化物的排放，并采用最先进的脱硝系统来实现氮氧化物减排的目的。
[0003]在烟气脱硝过程中，主要采用SCR(选择性催化还原)或者SNCR(选择性非催化还原)。该方法具体是通过氮氧化物(NO
x
)和氨(NH3)的反应将NO
x
转化为氮气(N2)和水(H2O)以减少NO
x
排放，此方法是目前脱硝的主流方法之一。
[0004]然而，在实际应用中，尽管通常NOx和NH3之间的反应效率可以大于95％，但NO
x
和NH3之间的反应从来都不会是100％的，喷入的氨气和烟气不可能做到完全均匀混合，总是会有一股残留的NH3随烟气排放。这种未反应的NH3被称为氨逃逸量。
[0005]实际生产过程中，首先保证在脱硝过程中有足够的NH3注入量与氮氧化物反应，以降低氮氧化物排放量。当喷氨不足时，脱硝反应氮氧化物仍然残留，无法满足污染物排放控制法规的要求。
[0006]但同时也要避免烟气中过量的NH3逃逸，这是因为如果喷氨量过大，氨逃逸率过高，不仅会增加腐蚀，缩短SCR催化剂寿命，而且会形成硫酸铵盐结晶(ABS)造成下游空气预热器堵塞，进一步影响排烟不畅，炉膛超压。
[0007]此外，氨逃逸也会让下游烟道腐蚀加剧以及增加向大气的NH3排放，还会导致因分析铵盐结晶而导致的实际脱硫效率的误计算，从而隐瞒或忽视铵盐结晶的二次污染问题。因此，在烟气脱硝过程中需监测氨逃逸量，为控制脱硝系统的氨逃逸提供依据。
[0008]为此，在烟气控制领域中始终存在对更好控制氨逃逸量、提高氨测量的准确度、提高检测装置的耐久性等的需求。

技术实现思路

[0009]本技术提供一种氨气测量系统，该氨气测量系统包括：取样单元，取样单元包括第一样气流路，样气流入第一样气流路并沿其流动；分析单元，分析单元沿样气的流动方向布置在取样单元之后，分析单元包括测量装置以及与第一样气流路流体连通的第二样气流路；其中，在取样单元内的第一样气流路和分析单元内的第二样气流路中的至少一者上或者在二者之间布置有旋风分离器，该旋风分离器构造成能从所述样气中至少分离出至少部分在氨气测量系统的内部流动过程中所形成的颗粒物。
[0010]借助氨气测量系统的布置在样气流路上的旋风分离器，能实现将绝大部分的颗粒物、尤其是在氨气测量系统的内部流动过程中所形成的结晶(例如，铵盐结晶)从样气中去除，从而尽可能减少由包含铵盐结晶的颗粒物所造成的对下游的氨气量测量造成的不利影
响(铵盐结晶容易吸附氨气，并造成现场监测仪器测量数据的低估及延迟)，进而降低氨测量分析时的氨损失或者减轻由于凝结在样气流路或管路中而造成的响应延迟问题。
[0011]优选地，该氨气测量系统可以包括用于调节样气流量的控制器，所述控制器能配置成保持所述样气流量低于10升/分钟。较低的样气流量可以确保旋风分离器的分离效果以及减少旋风分离器的颗粒物收集部位的更换频次，从而降低测量成本。
[0012]更优选的是，该旋风分离器的内部结构设计成能在在5
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7升/分钟的样气流量下能将粒径下限为1微米的颗粒物从所述样气中分离出来。借助上述旋风分离器，能实现在更低的样气流量下实现将尺寸级别更小的颗粒物从样气中排除，由此显著降低测量装置受到污染的风险以及获得更可靠的氨气量测量结果。
[0013]有利地，氨气测量系统还可以包括温度保持装置，温度保持装置设置成能将氨气测量系统内的样气的温度保持在220摄氏度以上。
[0014]借助这种温度保持装置，可以将样气在氨气测量系统中发生结晶的概率降到最低，从而减少对氨气量测量的精确度影响。
[0015]优选的是，温度保持装置可以包括用于所述旋风分离器的温控单元，所述温控单元用于将所述旋风分离器内部的所述样气的温度控制在220摄氏度以上。对旋风分离器直接进行温控可以十分高效地保证样气的温度，从而提高排除不期望的结晶的可能性。
[0016]此外，温度保持装置可以包括温度开关，温度开关可以构造成在旋风分离器内部的样气的温度超过预定的温度阈值时切断对其的加热，由此可以防止因旋风分离器过热而导致的系统不安全问题。
[0017]更优选的是，所述旋风分离器的外壳包括导热材料，所述温控单元包括设置在所述外壳处的加热装置，所述加热装置构造成以热传导的方式对所述外壳进行加热。借助直接的热传导，可以提高对旋风分离器的加热效率，从而以较低能耗来确保旋风分离器内部的样气的温度在220摄氏度以上。
[0018]在一些实施例中，氨气测量系统还可以包括气体传输单元，气体传输单元可以沿样气的流动方向布置在第一样气流路与第二样气流路之间，以传输样气。借助中间的气体传输单元可以提供更灵活输送样气的可能性以及确保样气传输时的温度的各种条件。
[0019]另外，分析单元还可以包括沿样气的流动方向布置在测量装置之后的抽取装置，抽取装置可以构造成使样气从取样单元流动到分析单元。借助抽吸装置可以使样气以期望的方向流动通过各个装置或构件。
[0020]有利地，取样单元可以包括探测构件，样气可以经由探测构件流入第一样气流路。探测构件因便于伸入烟道之类的样气容器中而便于取样单元获取样气。探测构件可设有用于过滤样气中的颗粒物的过滤器，这种过滤器便于滤去粗尘，提高装置使用寿命。
[0021]在一些实施例中，取样单元还可以包括隔离阀以及反吹装置，隔离阀可以设置在第一样气流路中，用于选择性地阻断气体的通过，当隔离阀起阻断作用时，反吹装置能向第一样气流路提供反吹气体，以使得反吹气体能沿与样气的流动方向相反的方向来反吹探测构件。借助这种反吹，可以始终确保探测构件的清洁度，避免因污染造成的对氨气量测量的不准确。
[0022]尤其是，反吹装置可以包括反吹回路和反吹阀，反吹回路可以在隔离阀之前通入第一样气流路，而反吹阀可以构造成能使反吹气体选择性地和/或周期性地经由反吹回路
流入第一样气流路。通过周期性的开启/关闭反吹回路，可以实现清洁效率的显著提高。反吹装置还可以包括用于储存反吹气体的储气筒。有利地，可以通过控制反吹的开启/关闭的时序，例如通过在关闭反吹期间使储气筒有充分时间进行储气，使得在刚开启反吹时可以利用储气筒内的高压气体改善反吹效果。
[0023]在一些实施例中，氨气测量系统还可以包括标气供给装置，标气供给装置可以包括远侧标气供给装置和近侧标气供给装置，远侧标气供给装置可以包括远侧标气回路，标气可以经由远侧标气回路流入第一样气流路和第二样气流路，而近侧标气供给装置可以包括近侧标气回路，标气可以经由近侧标气回路流入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨气测量系统，其特征在于，所述氨气测量系统(100)包括：取样单元(10)，所述取样单元(10)包括第一样气流路(14)，样气流入所述第一样气流路(14)并沿其流动；分析单元(30)，所述分析单元(30)沿样气的流动方向布置在所述取样单元(10)之后，所述分析单元(30)包括测量装置(32)以及与所述第一样气流路(14)流体连通的第二样气流路(34)；其中，在所述取样单元(10)内的所述第一样气流路(14)和所述分析单元(30)内的所述第二样气流路(34)中的至少一者上或者在二者之间布置有旋风分离器(50)，所述旋风分离器(50)构造成能从所述样气中至少分离出至少部分在所述氨气测量系统(100)的内部流动过程中所形成的颗粒物。2.如权利要求1所述的氨气测量系统，其特征在于，所述氨气测量系统还包括温度保持装置，所述温度保持装置设置成能将所述氨气测量系统(100)内的所述样气的温度保持在220摄氏度以上。3.如权利要求2所述的氨气测量系统，其特征在于，所述温度保持装置包括用于所述旋风分离器(50)的温控单元，所述温控单元用于将所述旋风分离器(50)内部的所述样气的温度控制在220摄氏度以上。4.如权利要求3所述的氨气测量系统，其特征在于，所述旋风分离器(50)的外壳包括导热材料，所述温控单元包括设置在所述外壳处的加热装置，所述加热装置构造成以热传导的方式对所述外壳进行加热。5.如权利要求4所述的氨气测量系统，其特征在于，所述温度保持装置包括温度开关，所述温度开关构造成在所述旋风分离器(50)内部的所述样气的温度超过预定的温度阈值时切断对其的加热。6.如权利要求1
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5中任一项所述的氨气测量系统，其特征在于，氨气测量系统包括用于调节样气流量的控制器，所述控制器能配置成保持所述样气流量低于10升/分钟。7.如权利要求6所述的氨气测量系统，其特征在于，所述旋风分离器的内部结构设计成能在5
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7升/分钟的样气流量下能将粒径下限为1微米的颗粒物从所述样气中分离出来。8.如权利要求1
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5中任一项所述的氨气测...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪德裕，张健国，杨非，吴华伟，邹光麟，
申请(专利权)人：赛默飞世尔上海仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：