專利名稱：燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合氣體中微量氨氣的測定技術(shù)，具體地指一種燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中逃逸氨含量的測定方法及其裝置。
背景技術(shù)：
為滿足二氧化硫國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，煙氣脫硫已成為火電和鋼鐵等企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，其中，氨法脫硫工藝是以一定濃度的氨水為脫硫劑來脫除煙氣中的二氧化硫并生成亞硫酸銨，再利用空氣中的氧氣將亞硫酸銨氧化成硫酸銨副產(chǎn)品，達(dá)到煙氣凈化的目的。氨水吸收煙氣中的SO2是氣液反應(yīng)，具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)徹底、吸收劑利用率聞，及可實(shí)現(xiàn)聞效脫硫等優(yōu)點(diǎn)。氨法脫硫工藝因符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，加之其脫硫效率高，以及具有啟動與退 出運(yùn)行快速、簡便等特點(diǎn)而在眾多的煙氣脫硫技術(shù)中獨(dú)樹一幟。但目前國內(nèi)氨法脫硫裝置普遍存在這樣一個問題由于吸收不完全和操作不穩(wěn)定，往往導(dǎo)致煙氣排放時夾帶大量游離氨，如何測定這些逃逸的氨氣量成為一個難題。根據(jù)所查文獻(xiàn)，測定氨逃逸方法和裝置一類是通過抽氣泵將氨氣轉(zhuǎn)為為氮氧化物，即利用待測煙氣中的全部微量氨與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NOx后，再進(jìn)入NOx分析儀測量NOx濃度，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)根據(jù)輸入的O2濃度信號和預(yù)處理前后的NOx濃度信號，轉(zhuǎn)換并輸出為煙氣中氨氣的濃度信號，這類儀器設(shè)備復(fù)雜，且額外增加NOx反應(yīng)器、催化劑，及加熱設(shè)備等附載系統(tǒng)，設(shè)備龐大，攜帶不方便，測量準(zhǔn)確度也有一定的局限性；另一類測定方法是將煙氣中02、N0x、C02、S02，及氨氣等氣體濃度的傳感元件集成在一起進(jìn)行測量，這類儀器價格昂貴，各種氣體在一起也存在相互干擾，酸性氣體對傳感器腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備使用壽命有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種簡單、經(jīng)濟(jì)，且準(zhǔn)確有效的燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定方法及其裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定方法，包括如下步驟I)將氨法脫硫后排放的燒結(jié)煙氣用常規(guī)過濾手段除去其中的粉塵；2)取空白水，用常規(guī)方法測定空白水中的總氮含量；3)將經(jīng)過步驟I)處理的樣氣計(jì)量充入足量步驟2)所述空白水中，以使樣氣中的氨氣全部溶于水中；4)從經(jīng)過步驟3)處理后的水溶液中取樣，用常規(guī)方法分別測定水溶液的總氮含量和硝態(tài)氮含量，由水溶液的總氮含量和硝態(tài)氮含量的差值再減去空白水的總氮含量即可得到燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述方法而專門設(shè)計(jì)的一種燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定裝置，它包括封閉的盛水容器，盛水容器上設(shè)有排氣管，同時，盛水容器與導(dǎo)氣管相連，導(dǎo)氣管末端伸入盛水容器內(nèi)，導(dǎo)氣管首端與計(jì)量抽氣泵的輸出端連接，計(jì)量抽氣泵的輸入端與進(jìn)氣管的末端連接，進(jìn)氣管的首端連有過濾裝置。所述導(dǎo)氣管的末端設(shè)有氣體分散器。氣體分散器用于增大氣液接觸面積與接觸時間，以便煙氣中的氨氣能完全溶于水中。所述導(dǎo)氣管和排氣管上分別設(shè)有閥門。閥門方便控制進(jìn)氣與排氣狀況。本發(fā)明的原理在于利用計(jì)量抽氣泵將經(jīng)過過濾裝置除塵處理的干凈樣氣抽入盛水容器中，利用給定條件下氨氣在水中的溶解度大這一特性，使氣液充分接觸，讓氨氣完全溶于水中，然后通過測盛水容器內(nèi)溶液的總氮，用水溶液的總氮減去水樣空白水的總氮和煙氣中溶于水的硝態(tài)氮含量，所得數(shù)據(jù)即可轉(zhuǎn)化為計(jì)量單位內(nèi)氨逃逸量。其中，計(jì)量抽氣泵能準(zhǔn)確測定煙氣的流量，同時通過負(fù)壓作用將放散裝置或煙 內(nèi)的煙氣吸入到盛水容器內(nèi)；水溶液及空白水中的總氮可采用標(biāo)準(zhǔn)方法測定，如堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度 法或氣相分子吸收光譜法；水溶液的硝態(tài)氮可采用氣相分子吸收光譜法或紫外分光光度法測定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)其一，本發(fā)明方法避免了燒結(jié)煙氣中的粉塵對常規(guī)測量裝置探頭或者電極的干擾和損害，使得常規(guī)測量裝置的使用壽命和測量準(zhǔn)確度均大幅提高。其二，本發(fā)明方法利用氨氣在水中溶解度大這一特性，將氣態(tài)檢測環(huán)境轉(zhuǎn)換成在水溶液中進(jìn)行測定，避免了燒結(jié)煙氣中不同氣體間的相互干擾，提高了測定結(jié)果的準(zhǔn)確性；實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，常溫下，利用本發(fā)明方法能夠準(zhǔn)確測出廢氣中氨逃逸量，誤差在±5%之內(nèi)。其三，本發(fā)明方法利用可用常規(guī)方法得到的水溶液中總氮和硝態(tài)氮的含量數(shù)據(jù)來間接測定氨逃逸量，避免了龐大復(fù)雜的氣體檢測儀器，簡化來了測定過程。其四，本發(fā)明裝置投入費(fèi)用低、操作簡單快捷、易于攜帶，維護(hù)和使用方便。


圖I為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明裝置中的過濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。如圖I、圖2所示，燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定裝置，它包括封閉的盛水容器10,其頂部設(shè)有可取下的容器蓋,容器蓋上設(shè)有排氣管11,排氣管11用于將煙氣內(nèi)不溶于水的氣體從盛水容器10內(nèi)排出，同時，盛水容器10與導(dǎo)氣管8相連，導(dǎo)氣管8的末端穿過容器蓋伸入盛水容器10內(nèi)，且該末端設(shè)有氣體分散器12，導(dǎo)氣管8的首端與計(jì)量抽氣泵7的輸出端連接，計(jì)量抽氣泵7的輸入端與進(jìn)氣管6的末端連接，進(jìn)氣管6的首端連有過濾裝置1，過濾裝置I內(nèi)設(shè)有濾芯2，過濾裝置I的主要作用是壓緊管內(nèi)的濾芯2，該濾芯2可以是10(Γ1000微米的多孔濾紙或者高分子類同孔徑的濾網(wǎng)墊片，其作用是過濾煙氣中的粉塵顆粒物，過濾裝置I的出氣口通過整體接頭3連有出氣管4，該出氣管4與進(jìn)氣管6通過另一整體接頭5連接，進(jìn)氣管6和導(dǎo)氣管8均為橡皮軟管。過濾裝置I的出氣管4優(yōu)選不銹鋼材料，這是因?yàn)樵摮鰵夤?會隨過濾裝置I插入到煙氣放散裝置或煙 的煙氣進(jìn)入通道，因此，過濾裝置I的出氣管4需選擇耐高溫材料。導(dǎo)氣管8和排氣管11上分別設(shè)有閥門9。本發(fā)明裝置的工作過程如下測量前，取去離子水作為空白水，用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)測出空白水的總氮為X3mg/L，打開盛水容器10的容器蓋，往盛水容器10內(nèi)倒入一定體積V的去離子水(以V=5L為例)，迅速將導(dǎo)氣管8、排氣管11上的閥門9關(guān)閉，將濾芯2裝入到過濾裝置I內(nèi)擰緊，不銹鋼出氣管4 一端通過整體接頭3與過濾裝置I連接并擰緊，另一端通過整體接頭5與 進(jìn)氣管6的首端連接，同時將進(jìn)氣管6的末端與計(jì)量抽氣泵7連接好并檢查氣密性；測量時，將導(dǎo)氣管8和排氣管11上的閥門9均打開，同時將不銹鋼出氣管4插入到煙氣放散裝置或煙囪的煙氣通道內(nèi)，并打開計(jì)量抽氣泵7的電源開關(guān)14，計(jì)量抽氣泵7將煙氣負(fù)壓吸入盛水容器10內(nèi)，煙氣吸收入量一般要小于在給定溫度、壓力下的氨氣最大溶解度，由于煙氣中的氨氣等易溶于水的氣體通過氣體分散器12與水充分接觸,可以認(rèn)為氨氣被完全吸收,在水中溶解度小的氣體經(jīng)排氣管11從盛水容器10中逸出；在給定時間內(nèi)，記下計(jì)量抽氣泵7吸入的煙氣量Q (以Q=300L為例)，關(guān)閉計(jì)量抽氣泵7的電源13，抽出出氣管4，并關(guān)閉導(dǎo)氣管8和排氣管11上的閥門9 ;用取樣器從盛水容器10里取出兩份樣品，用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)測出其中一份樣品的總氮為Xlmg/L，用氣相分子吸收光譜法(HJ/T199-2005)測出另一份樣品的硝態(tài)氮為X2mg/L。由于氨氣逃逸后被水吸收，在水中以氨態(tài)氮的形式存在，根據(jù)氮元素守恒，則可以算出氨逃逸量，原理如下式
NH 4+ ^-^NH3其中，NH3與NH4+的摩爾分?jǐn)?shù)比為O. 944 ；計(jì)算方法如下測得溶液中總氮為X1，mg/L ；測得溶液中的硝態(tài)氮為X2，mg/L ；測得空白水的總氮為X3，mg/L ;推導(dǎo)得溶液中氨態(tài)氮為X1-X2-X3，mg/L ；推導(dǎo)得溶液中氨態(tài)氮總量為VX (Xl-X2-X3)mg ；最終得單位體積煙氣氨逃逸量為{VX (X1-X2-X3) }/QX0. 944=5 (X1-X2-X3) /300X0. 944=0.0157 (Xl-X2-X3)mg/L。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定方法，其特征在于該方法包括如下步驟 1)將氨法脫硫后排放的燒結(jié)煙氣用常規(guī)過濾手段除去其中的粉塵； 2)取空白水，用常規(guī)方法測定空白水中的總氮含量； 3)將經(jīng)過步驟I)處理的樣氣計(jì)量充入足量步驟2)所述空白水中，以使樣氣中的氨氣全部溶于水中； 4)用常規(guī)方法分別測定經(jīng)過步驟3)處理后的水溶液中總氮含量和硝態(tài)氮含量，用水溶液的總氮含量和硝態(tài)氮含量的差值再減去空白水的總氮含量，即可得到燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的數(shù)據(jù)。
2.一種燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定裝置，其特征在于它包括封閉的盛水容器(10)，盛水容器(10)上設(shè)有排氣管(11)，同時盛水容器(10)與導(dǎo)氣管⑶相連，導(dǎo)氣管(8)末端伸入盛水容器(10)內(nèi)，導(dǎo)氣管(8)首端與計(jì)量抽氣泵(7)的輸出端連接，計(jì)量抽氣泵(7)的輸入端與進(jìn)氣管￠)的末端連接，進(jìn)氣管￠)的首端連有過濾裝置(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定裝置，其特征在于所述導(dǎo)氣管(8)的末端設(shè)有氣體分散器(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定裝置，其特征在于所述導(dǎo)氣管⑶和排氣管(11)上分別設(shè)有閥門(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)煙氣氨法脫硫工藝中氨逃逸量的測定方法及其裝置，該方法利用計(jì)量抽氣泵將經(jīng)過過濾裝置除塵處理的干凈樣氣抽入盛水容器中，利用給定條件下氨氣在水中的溶解度大這一特性，使氣液充分接觸，讓氨氣完全溶于水中，然后通過測盛水容器內(nèi)溶液的總氮，用水溶液的總氮減去水樣空白水的總氮和煙氣中溶于水的硝態(tài)氮含量，從而得到氨逃逸量的數(shù)據(jù)。本發(fā)明避免了燒結(jié)煙氣中不同氣體間的相互干擾，提高了測定結(jié)果的準(zhǔn)確性；避免了龐大復(fù)雜的氣體檢測儀器，簡化了檢測過程，本發(fā)明的裝置投入費(fèi)用低、操作簡單快捷、易于攜帶，維護(hù)和使用方便。
文檔編號G01N21/33GK102818783SQ20121032825
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者張壘, 薛改鳳, 吳英, 盧麗君, 付本全, 湯靜芳, 肖揚(yáng), 朱書景, 莫亞平, 王麗娜 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司