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产品名称: LGM-1600系列 便携式高精激光氨逃逸分析仪

LGM-1600系列 便携式高精激光氨逃逸分析仪

产品价格:面议

产品数量:999

保质/修期:1

保质/修期单位:

更新日期:2021-09-30

产品说明

 

燃煤锅炉烟气排放所含的氮氧化物,是空气污染的重要前体物,控制燃煤过程烟气排放NOx总量是各国环保法规的重点。选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)技术是目前烟气脱硝主流技术。通过在烟气中注入氨水或尿素,其主要成分NH3与氮氧化物发生化学反应,生成对环境无害的N2和H2O。

为使喷氨效率达到较优,降低NH3排放及消耗,必须对烟气中残余的NH3浓度进行监控。目前现有氨逃逸分析技术主要基于气体吸收光谱技术,根据光源波长不同可分为中红外激光、近红外激光、紫外差分3种吸收光谱分析技术。

1、  近红外(NIR)激光吸收光谱技术:

     由于氨分子在近红外波段(800-2500nm)的吸收峰线强度很低,如图一所示,约只有中红外波段的0.01倍。因此该技术通常需要几十次反射形成约30m的长光程吸收池来增强氨气对激光的吸收以达到0.1ppm的检测精度,如图1所示为近红外激光吸收光谱技术的检测原理,可调谐激光器发射的为波长1512nm或1531nm的近红外激光。但是,随之长光程也带来了以下3点不可避免的缺点。

图一 NH3在近红外波段(蓝色框)比中红外波段(红色框)的吸收谱线弱近100倍

 1)调光难度升级。为防止烟气中的硫酸氢铵(ABS)冷凝,分析仪中使用的长光程气体吸收池通常加热至180~250℃高温(高于ABS熔点),对光学镜片和机械机构存在一定的热胀冷缩效应,又在20~30m长光程下,会对光路造成一定的热致偏差,现场经常需要矫正光路,对仪器维护的专业要求较高。

 2)可靠性差。因此长光程吸收池的通光性能受镜片反射率变化的影响巨大,在恶劣的烟气状况下,镜片反射率下降10%即可让长光程吸收池基本无光输出,造成探测器接收不到信号。

3)维修周期频繁,维修成本高。受镜片反射率的影响,使用现场需不定期的拆卸仪器进行镜片的清洁或更换,便携式高精激光氨逃逸分析仪 涡动协方差,还需要重新对光,不仅要求专业人员操作,且维护非常耗时耗力。

2、  紫外差分吸收光谱(DOAS)技术:

  DOAS主要利用吸收分子在紫外到可见光波段的窄带吸收强度通过朗伯-比尔定律来推演气体的浓度,其特点在于根据被测气体在所选波段上的频率特性,将吸收截面分成两部分,随波长快速变化的窄带吸收截面和随波长缓慢变化的宽带吸收截面。将透射光强与原始光强对比,得到对比的吸收度,利用多项式拟合出一条吸收度慢变化曲线,然后将慢变化曲线从吸收度中减去,便可得到差分吸收度的信号,将差分吸收度与分子的吸收截面进行拟合,可计算得到待测气体的浓度值。

  DOAS在实际应用中测量氨逃逸通常需要把烟气中NH3转化为NO,采用间接测量方法,转化过程通过转化炉完成。DOAS在现场使用中主要缺点如下:

1)  抗SO2干扰能力差、精度低。SO2与NO气体在紫外波段重叠且难以区分,易产生交叉干扰;而对于仪器使用现场,氨逃逸分析采样恰巧又在脱硫之前,便携式高精激光氨逃逸分析仪 涡动协方差,SO2存在不可避免且浓度高,波动大,导致基于DOAS检测技术的产品受较大的交叉干扰,数据较不准确。

2) 间接测量受转化炉转化效率和氨气吸收效率影响,误差很大。烟气经过两路转化炉将含NH3和不含NH3的氮氧化物氧化成NO,这里有一个转化率问题;必须确保无氨路的NH3吸收率一直维持在高水平,同时两路转化炉的转化效率在任何时候均相同,否则就会导致检测结果的不准确。而在恶劣的工况现场,保证这些条件长期有效,对现场检查维护及专业的要求非常高,几乎不可能实现。

3) 检测成本高。增加转化预处理过程,转化炉、高温探头等长期在高温下运作,影响设备使用寿命,增加检测成本。

3、  中红外(MIR)激光吸收光谱技术:

中红外激光吸收光谱技术与前两种检测技术很大的区别在于:首先,采用中红外波段的激光光源,气体吸收谱线强度明显增大,在更小尺寸的光机结构内灵敏度得到近两个数量级的提升,且能避开其他气体对氨气吸收谱线的干扰;其次,采用NH3直接吸收光谱法,便携式高精激光氨逃逸分析仪 涡动协方差,直接计算去除预处理、转化等复杂环节。

海尔欣光电LGM-1600便携式激光氨分析仪采用QCL+TDLAS技术,目标谱线是氨分子在中红外波段较强吸收峰。分子光谱学研究表明,氨分子中红外吸收谱线比近红外吸收谱线强数十倍,在同样测量条件下,检测精度可达ppb级别,是近红外TDLAS数十倍。

     海尔欣采用国际先进的半导体QCL作为激光源,结合稳定可靠的光路设计及特有信号处理技术,使TDLAS光学传感技术达到较高的精度和稳定性,解决了近红外氨表稳定性差、精度不高的现状,可以充分满足市场需求。

图二 QCL+TDLAS工作原理示意图

产品优势

• 抗干扰、精度高:我们选用氨在中远红外波段下强的吸收谱线,完全不受H2O、SOX、COX、CXHY、NOX等分子交叉干扰。

• 无需现场调光矫正:MIR-SHORT超短光程气体吸收池避免频繁对光维护的困扰,且光机结构不受高温环境的热致偏差影响。

• 可靠性高易维护:吸收池的通光效率高,工业烟气高粉尘、高盐碱结晶不影响系统准确度。并且尽可能避免长光程多次发射吸收池等精密设备的高维护需求。

• 直接测量误差小: 氨分子光谱直接测量保证了高准确度,不存在间接分析技术的预处理系统转化率问题。

• 综合运维成本低:预处理系统简单,全程热湿法伴热采样,无需冷凝除水、转化炉、稀释采样等额外工艺。

产品实测

产品已经在2017年进行了数次现场测试(长兴、滨海、六横、湄洲湾等电厂),测试案例涵盖华电电科院及清华汽车研究所,可靠性及稳定性已经被用户认同,尤其是技术先进性及便携性特色,深受用户赞赏。

图三 典型测试曲线

图四 宁波北仑电厂LGM-1600实测曲线

技术对比测试

我们利用商用近红外激光氨分析仪(蓝色虚线,NIR)和海尔欣HPLGM1600-NH3-P中红外氨分仪析(黑色虚线,MIR)做了对比测试,测试结果如下图:可以明显看到HPLGM1600-NH3-P具有更快的响应时间和更准确的测量结果。近红外仪器响应时间约为85秒,且偏差峰值可达62.5%,而我们的仪器响应时间约为30秒,测量偏差峰值为1.7%。

图五 LGM1600与其他近红外仪器数据对比

海尔欣LGM-1600系列便携式氨气分析仪优点总结如下:

1)无需现场调光矫正。采用海尔欣新创的MIR-SHORT超短光程气体吸收池,对光容易,且现场使用高温环境在MIR-SHORT超短光程下对光学结构和机械结构的热致偏差影响可忽略不计。

2)可靠性高易维护。单光程带来镜片反射率对光强影响明显变小,MIR-SHORT超短光程吸收池的激光通光效率大大提高。仪器的精度、稳定性、准确度、可靠性等不再受脱硝工况高粉尘,高铵盐的影响。

3)维修周期长、成本低。镜片反射率对仪器干扰微小,与近红外激光技术相比,无需频繁检查、拆机清洗或者更换镜片。

4)抗气体干扰性能好、精度高。采用中红外波段,该波段为氨在200~600℃高温状态下强吸收谱线,且该波段内SO2、NH3、NOx等不存在吸收峰重叠现象,大大提高NH3测量的抗交叉干扰能力。

5)误差小。氨气直接吸收检测,不存在转化率问题;也不存在转化过程中吸收剂和转化炉效率变化影响测量准确度的问题。

6)检测成本低。全程高温热湿法采样伴热,无需除尘,无需其他气体预处理,无需转化炉,无需稀释采样,减少采样设备的投入和维护成本。

采样配件

LGM1600 兼容于SmartlineTM 或 JPESTM 便携式热湿法采样探管及伴热管线。若客户需要,我们能为客户订购SmartlineTM 或 JPESTM配件。

接口及尺寸示意图

结语

综上所述:对比近红外(TDLAS)激光吸收光谱、紫外差分(DOAS)吸收光谱技术,中红外激光吸收光谱技术具有明显的优势,对比结果如表一所示。该技术采用单光程,在高温使用现场中,热致光路影响小,无需现场光路矫正,抗气体干扰性强,使用成本低,维修周期长;对于测试数据上,具有测量线性度好、准确度高、精度高、误差小的优点。

所以,中红外激光吸收光谱技术为目前SCR工艺氨逃逸测量中低浓度区间准确度差,响应时间慢,精度低等问题,以及实现准确地喷氨反馈控制提供了可行的解决手段。此外,常见的工业锅炉排放气体,如一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)等在中红外波段均具有很强的吸收谱线,发展基于中红外激光吸收光谱技术的高精高温烟气分析仪器,将为准确快速地监测这些污染物提供可靠的方案。



供应商信息

公司名称:宁波海尔欣光电科技有限公司

公司地址:浙江宁波市鄞州区清华科创园1号楼604

所属行业:商务服务

联系人:王 胤

手机号码:15618922826