万纯【NOX探杆测试仪】功能特点与实际应用

产品与服务

一、背景描述
当前，随着大气污染的不断加重，人们的健康以及生态环境均受到了严重威胁。而造成大气污染的罪魁祸首主要就是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），环境学中将二者全称为NOX 。NOX排放量的增加使得我国酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。特别是在“十一五”期间，氮氧化物排放的快速增长加剧了区域酸雨的恶化趋势，部分抵消了我国在二氧化硫减排方面所付出的巨大努力。为此，国家出台了一系列针对大气污染防治的政策和措施，而NOX排放的预处理和在线测量就是其中非常重要的一项。例如国家环保部在《火电厂氮氧化物防治技术政策》中就明确要求，燃煤电厂应按照《火电厂烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75）装配氮氧化物在线连续监测装置，并要求确保监测数据的完整和准确。
针对NOX的处理，目前国内主要使用的选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术，而伴随脱硝工程而来的还有一系列NOX检测课题。例如NOX的检测精度和响应速度、烟气温度、烟尘浓度以及烟气负压等。这就要求配备与脱硝工程相适应的NOX检测仪器，以保证烟气脱硝工程的净化效果。
我司凭借十余年的尾气净化处理经验，研发出了用于脱硝控制的万纯NOX探杆测试仪，该仪器采用适应脱硝工程的专用烟道探头，具有独特的单点校准功能和检测精度高、响应速度快、系统配套方便以及安装维护方便等特点，是烟气脱硝工程的理想配套测试设备。目前已为国内众多电力、化工、能源、建材等工业企业尾气排烟净化项目提供了测试服务，受到了广大用户的信任与青睐。
二、系统构成及测量方法
（一）系统构成
万纯NOX探杆测试仪由抽气探杆、法兰、过滤腔、球阀、射流泵、反吹气罐、反吹电磁阀、传感器、机箱、显示屏等组成，其中NOx/O2 传感器由德国大陆电子公司生产，包括陶瓷传感器探头、电缆与控制单元三个部分；探头则由日本 NGK 公司提供。

NOx/O2 传感器构成

NOx/O2 传感器性能指标

（二）测量方法
抽取法是目前使用广泛泛的烟气排放监测方法。这种方法是将分析系统和采样系统分开，分析系统安装在环境相对较好的控制间，将采样系统安装于现场。为保证采样系统抽取的烟气中的水汽在采样管路中不发生冷凝，要给烟气采样管路伴热（理论上140℃—160℃能使水汽不凝结，但在实践中较难实现，原因是长期过高的温度将加速采样管的老化，为此有些厂将伴热温度控制在110-120℃左右），因此又称热管法或伴热法。热烟气在送至分析系统前，又需尽可能地降温（降至4℃左右）、脱水、除尘，否则分析系统仍然无法工作。降温过程中水汽还可能冷凝，必须再经过脱水等预处理后，送至分析系统进行分析。据不统计，近年来，在我国已安装的气态污染物CEMS中，抽取法约占70%左右。

抽取法系统构成

    我司NOX测试仪采用负压抽取，两级过滤，定时反吹，现场显示，可转换为 4-20mA 输出，可扩展为 RS485 输出，可扩展触摸屏，可做成便携式，机箱内带工作灯。
三、过滤方式及指标
由于工业企业排放的烟气中往往含有粉尘、颗粒物、硫酸铵、硫酸氢氨等硫化物均会造成探头堵塞、短路或中毒，因此需对烟气进行过滤，并控制适当的样气流量，一般以 5L/min 为宜。
目前国内外常见的措施有单级过滤与双级过滤两种，指标组合有 10μm+2μm，10μm+1μm，5μm+1μm，5μm+0.5μm。我司研制的探杆过滤指标为 5μm+0.5μm，并会根据实际情况设计采用其他指标组合。

四、影响脱硝系统效果的指标
测量脱硝系统NOx的目的是为了提高SCR反应器的脱硝效率，而测量氨（NH3）的逃逸率不但是为了保证脱硝装置的性能，同时也是为了减少脱硝剂的浪费。因此， NOx脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率、催化剂寿命以及脱硝系统压力损失等指标是衡量脱硝系统性能的重要依据。
1、NOx脱硝率
脱硝率是脱硝系统性能保证值之一，通过反应器进出口的NOx分析仪测量NOx的浓度，经DCS 控制系统计算比较后将信号反馈给氨流量调节阀，氨流量调节阀根据反馈信号控制喷入烟道的氨量，从而保证脱硝效率在设计范围内。

脱硝率=（NOx入- NOx出）/ NOx入×高

式中：NOx入——脱硝系统运行时反应器入口处烟气中NOx含量（mg/Nm3）
      NOx出——脱硝系统运行时反应器出口处烟气中NOx含量（mg/Nm3）
2、氨（NH3）的逃逸率
在脱硝装置出口的氨的浓度（标准状态，6％含氧量，干基，ppm）。反应器内未参加反应的氨随净烟气从反应器出口被带入空预器称作氨的逃逸，如果氨的逃逸量超过保证值，SCR 残余NH3和烟气中SO3和H2O 形成硫酸氢铵，在温度150 ℃～230 ℃范围内对空气预热器中温段和冷段形成强烈腐蚀，SCR 催化物也将部分SO2 转化为易溶于水形成硫酸滴的SO3，加剧冷端的腐蚀和堵塞，烟气压力降将增加，导致空预器换热性能降低。因此，氨的逃逸量也是脱硝系统重要性能保证值之一。
氨的逃逸量通常通过分析飞灰中的氨含量确定，也可以用氨分析仪测得，但氨分析仪的测量误差较大，较难准确反应脱硝装置后的氨逃逸实际值。高含尘的氨逃逸率一般小于5ppm。
五、产品性能优势和特点
1、高精度、高分辨率，响应迅速（实际响应时间为5秒以内），稳定性和重复性好，
2、自动跟踪零点、满量程，可进行温度补偿；
3、具有防水、防爆、防震，防高浓度气体冲击的自动保护功能和良好的抗干扰性能；
3、全软件校准功能，用户也可自行校准，操作简单、维护方便；
4、数据恢复功能，免去误操作引起的后顾之忧；
5、高精密内置、外置过滤器，有效过滤杂质；
6、采用高性能氮氧化物传感器，使用寿命长达3-5年以上。
7、具有定时反吹功能，可自动清洁；
8、该设备既可作为独立的NOX测试仪使用，也可以配套氨逃逸分析仪后提供给脱硝工程使用，还可以配置上烟气温度、压力、流速和嵌入式微机等，组成一套烟气连续排放监测系统（CEMS）提供给用户与当地环保部门联网使用。
六、NOX探杆测试仪适用范围
万纯NOX探杆测试仪广泛用于电力、煤矿、隧道工程、环境监测、石油化工、冶炼锻造、污水治理、生物制药、家居环保、畜牧养殖、温室培植、仓储物流、酿造发酵、农业生产、消防、燃气、楼宇建造以及科研中心、实验室等领域的烟气排放监测。具体细分如下：
1、锅炉、炉窑烟气排放监测
2、脱硝系统效率的测定
3、工业热处理燃烧分析
4、锅炉燃烧效率分析
七、使用条件及主要技术参数
烟气压力：-6~+1KPa
烟气温度：0~8000C
    测量范围：NOX: 0~200/1000×10－6（可选）
          O2: 0~25%
基本误差：±5%
响应时间：10秒
电源：AC 220V±10% 50W
信号输出：NOX：0~5V/4-20mA
          O2：0~5V/4-20mA
八、常见问题及维护保养
1、脱硝系统所处环境烟尘浓度高，还可能有高流速，颗粒物对探头的冲刷打磨非常严重，怎样解决；
我司探测仪探头均配置了高耐磨性防护套管。在较严酷的条件下，套管可以保证一年以上不需更换。
2、脱硝后烟气含氨逃逸，在低于280℃时会产生铵盐结晶，该如何处理；
我司设备直接检测烟气（＞300℃），无需对烟气降温，当烟气温度＜300℃时脱硝装置会停止喷氨，所以不会发生铵盐结晶。
3、必要时能否进行手动校准；
我司NOX探杆测试仪具有独特的单点校准功能，可以设定自动校准周期，也可以一键手动校准，即在校准单元中只配备一瓶NO标气，即可完成全部校准，非常方便。
4、日常的维护工作主要是保障仪表级压缩空气的供给和质量；消耗品主要是NO标准气体、陶瓷防护套管等；维修备件主要有电磁阀、PLC、NOX/O2传感器等，维修备件的正常使用寿命均在两年以上。
九、工程实图
1、NOX探杆测试仪在能源机电领域的应用

2、NOX探杆测试仪在热电厂的应用