一種比色法測量煙氣中氨含量的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種比色法測量煙氣中氨含量的裝置及方法。具體涉及氨氣的高溫保持穩(wěn)定輸送，高溫酸性吸收液對氨氣吸收，吸收液精確計(jì)量并加入化學(xué)試劑進(jìn)行顯色，顯色液在化學(xué)波長下對吸光度進(jìn)行測量，通過測量液體內(nèi)氨濃度，換算成煙氣中的氨濃度。
【背景技術(shù)】
[0002]煙氣脫硝技術(shù)是我國控制氮氧化物排放的主要方法之一。目前，國內(nèi)外多采用工藝成熟的選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)進(jìn)行煙氣脫硝。
[0003]這兩種方法，均需要向煙氣中噴入還原劑氨，使煙氣中的氮氧化物還原成氮。為了保證氮氧氧化物充分反應(yīng)并避免氨過量造成新的污染，需要對逃逸氨進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，以達(dá)到還原劑氨注入量的最優(yōu)化，提高脫硝效率。監(jiān)測脫硝后氨的含量是實(shí)施控制氨逃逸的有效依據(jù)。
[0004]目前最常用的測試方法，是采用激光法測量，但由于煙氣中的氨含量很低，加上水汽的干擾，氨氣與二氧化硫反應(yīng)，造成的吸附和粘結(jié)，會(huì)有比較大的誤差。這是目前逃逸氨在線監(jiān)測設(shè)備中很難克服的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種利用比色原理對煙氣中逃逸氨進(jìn)行測量的方法和裝置，能夠?qū)煔庵械陌苯?jīng)過處理后，從氣態(tài)轉(zhuǎn)移到液態(tài)中，并對吸收液進(jìn)行精確定量，加入精確計(jì)量的化學(xué)試劑，然后在吸收液比色裝置中顯色，然后測量顯色液吸光度。根據(jù)吸收液吸光度來換算煙氣中的氨。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述裝置包括順序連接的煙氣取樣恒溫裝置，煙氣吸收酸化裝置，煙氣液化吸收裝置，吸收液計(jì)量裝置，吸收液混合顯色裝置;所述吸收液混合顯色裝置的進(jìn)口處還連接有精確分時(shí)加藥裝置，所述吸收液混合顯色裝置的出口處還連接有吸收液比色裝置。
[0008]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述煙氣取樣恒溫裝置用來輸送從煙道中采集來的煙氣樣品，并將恒溫裝置中的煙氣進(jìn)氣管的溫度保持在165攝氏度以上。
[0009]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述煙氣吸收酸化裝置連接煙氣取樣恒溫裝置，把吸收液與煙氣樣品混合，并將煙氣中的氣態(tài)氨進(jìn)行吸收液化，所述煙氣吸收酸化裝置的溫度保持在165攝氏度以上。
[0010]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述煙氣液化吸收裝置內(nèi)部裝有定量的酸性吸收液，與煙氣吸收酸化裝置相連，當(dāng)霧化的吸收液與煙氣在煙氣吸收酸化裝置中混合吸收后，進(jìn)入煙氣液化吸收裝置，氨氣和液滴被定量的酸性吸收液吸收。
[0011]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述酸性吸收液是一定濃度硫酸，鹽酸，硝酸或除鹽水。
[0012]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述吸收液計(jì)量裝置對吸收氨氣的酸性吸收液進(jìn)行精確的定量。
[0013]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述精確分時(shí)加藥裝置在精確定量的酸性吸收液中，分時(shí)加入精確定量的化學(xué)試劑，與吸收液充分混合，使吸收液中的氨進(jìn)行顯色;所述精確分時(shí)加藥裝置為精密計(jì)量栗，精密柱塞栗，精密注射栗，精密蠕動(dòng)栗，精密隔膜栗，或精密電磁栗。
[0014]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述吸收液混合顯色裝置是吸收液與化學(xué)試劑的混合場所，吸收液中的氨在此顯色。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，所述吸收液比色裝置由單色光源，比色池，和接收光電系統(tǒng)組成;所述單色光源的波長為405納米、420納米、697納米或700納米。
[0016]本發(fā)明還提供一種比色法測量煙氣中氨含量的方法，使用如上所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，將煙氣中的氨經(jīng)過處理后，從氣態(tài)轉(zhuǎn)移到液態(tài)中，并對吸收液進(jìn)行精確定量，加入精確計(jì)量的化學(xué)試劑，然后在吸收液混合顯色裝置中顯色，然后測量顯色液吸光度，根據(jù)所述吸光度來換算成煙氣中的氨含量。
[0017]本發(fā)明使用的比色法的測量精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于激光法，是解決當(dāng)前問題的有效手段。使用吸收液吸收氨氣的方式，也解決了氨氣本身不穩(wěn)定、容易凝結(jié)吸附導(dǎo)致樣品不具代表性的問題。同時(shí)，液體中的氨的測量也精確得多，解決了氨準(zhǔn)確測量的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明比色法測量煙氣中氨含量的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0020]參考圖1，本發(fā)明所述的一種利用比色原理對煙氣中逃逸氨進(jìn)行測量的方法和裝置，包括煙氣取樣恒溫裝置1，煙氣吸收酸化裝置2，煙氣液化吸收裝置3，吸收液計(jì)量裝置4，精確分時(shí)加藥裝置5，吸收液混合顯色裝置6，吸收液比色裝置7。
[0021]樣品煙氣首先到達(dá)煙氣取樣恒溫裝置1，用來輸送從煙道中采集來的煙氣樣品，為了保證煙氣樣品中的氨不會(huì)與煙氣中的二氧化硫和水反應(yīng)，發(fā)生凝結(jié)吸附現(xiàn)象，就必須提高煙氣進(jìn)氣管的溫度，保持在165攝氏度以上。
[0022]隨后，高溫的樣品到達(dá)煙氣吸收酸化裝置2。煙氣吸收酸化裝置2也需要保持165攝氏度以上的高溫狀態(tài)，該部件的功能是把吸收液在高溫下霧化，與煙氣樣品混合，并將煙氣中的氣態(tài)氨進(jìn)行吸收。
[0023]樣品煙氣在煙氣吸收酸化裝置2內(nèi)，與高溫霧化的吸收液液滴混合，煙氣中的氨會(huì)與吸收液中的酸反應(yīng)生成可溶性的氨鹽，并溶解在液滴中。
[0024]吸收了氨氣的酸性吸收液，離開煙氣吸收酸化裝置2后冷卻，進(jìn)入煙氣液化吸收裝置3，匯集成液體，進(jìn)入吸收池，吸收池中的吸收液會(huì)把煙氣中的氨和液滴中的氨吸收，這樣，煙氣中的氨就會(huì)被轉(zhuǎn)移到吸收液中去。
[0025]為了精確測量吸收池中酸性吸收液中的氨濃度，需要對吸收液進(jìn)行精確的計(jì)量，從而獲得一個(gè)準(zhǔn)確容積的吸收液，這部分工作是在吸收液計(jì)量裝置4完成的。
[0026]完成對吸收液的精確計(jì)量之后，需要在精確計(jì)量的吸收液中，分時(shí)加入化學(xué)的精確計(jì)量的幾種顯色試劑，使吸收液中的氨能夠顯色，精確分時(shí)加藥裝置5能夠?qū)崿F(xiàn)對試劑的準(zhǔn)確計(jì)量工作。
[0027]吸收液加入試劑之后，會(huì)進(jìn)入吸收液混合顯色裝置6，這部分是吸收液與化學(xué)試劑的混合場所，吸收液中的氨會(huì)在化學(xué)試劑的作用下，會(huì)形成氨的顯色溶液。溶液顯示顏色的深淺，與氨的濃度具有相關(guān)性。
[0028]測量顯色液的理論基礎(chǔ)是比爾朗伯定律，是利用對化學(xué)的單色光的吸收，對吸收液的吸光度進(jìn)行測量，來衡量吸收液中氨的濃度。吸光度與吸收液中的氨濃度呈線性對應(yīng)關(guān)系。吸收液比色裝置7的化學(xué)的單色光源所發(fā)出的單色光，會(huì)穿過裝有顯色溶液的比色皿，一部分單色光被吸收，透過的光強(qiáng)與光程和氨的濃度呈對數(shù)關(guān)系。通過對比色部分的光度計(jì)接收信號的處理，就可以計(jì)算出溶液中氨的濃度。所述吸收液比色裝置7，由單色光源，比色池(也可叫比色皿)，接收光電系統(tǒng)組成。所述單色光源，根據(jù)顯色方法不同，在420納米或700納米附近選擇光源。水楊酸法選擇700納米的單色光源或697納米的單色光源，納氏試劑法選擇420納米或405納米的單色光源。
[0029]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述裝置包括順序連接的煙氣取樣恒溫裝置，煙氣吸收酸化裝置，煙氣液化吸收裝置，吸收液計(jì)量裝置，吸收液混合顯色裝置;所述吸收液混合顯色裝置的進(jìn)口處還連接有精確分時(shí)加藥裝置，所述吸收液混合顯色裝置的出口處還連接有吸收液比色裝置。2.如權(quán)利要求1所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述煙氣取樣恒溫裝置用來輸送從煙道中采集的煙氣樣品，將恒溫裝置中的煙氣進(jìn)氣管的溫度保持在165攝氏度以上。3.如權(quán)利要求2所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述煙氣吸收酸化裝置連接煙氣取樣恒溫裝置，把吸收液與煙氣樣品混合，并將煙氣中的氣態(tài)氨進(jìn)行吸收液化，所述煙氣吸收酸化裝置的溫度保持在165攝氏度以上。4.如權(quán)利要求3所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述煙氣液化吸收裝置內(nèi)部裝有定量的酸性吸收液，與煙氣吸收酸化裝置相連，當(dāng)霧化的吸收液與煙氣在煙氣吸收酸化裝置中混合吸收后，進(jìn)入煙氣液化吸收裝置，氨氣和液滴被定量的酸性吸收液吸收。5.如權(quán)利要求4所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述酸性吸收液是一定濃度的硫酸，鹽酸，硝酸或除鹽水。6.如權(quán)利要求4或5所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述吸收液計(jì)量裝置對吸收氨氣的酸性吸收液進(jìn)行精確的定量。7.如權(quán)利要求6所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述精確分時(shí)加藥裝置在精確定量的酸性吸收液中分時(shí)加入精確定量的化學(xué)試劑，與吸收液充分混合，使吸收液中的氨進(jìn)行顯色;所述精確分時(shí)加藥裝置為精密計(jì)量栗，精密柱塞栗，精密注射栗，精密蠕動(dòng)栗，精密隔膜栗，或精密電磁栗。8.如權(quán)利要求6或7所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述吸收液混合顯色裝置是吸收液與化學(xué)試劑的混合場所，吸收液中的氨在此顯色。9.如權(quán)利要求8所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 所述吸收液比色裝置由單色光源，比色池，和接收光電系統(tǒng)組成;所述單色光源的波長為405納米、420納米、697納米或700納米。10.—種比色法測量煙氣中氨含量的方法，使用如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的比色法測量煙氣中氨含量的裝置，其特征在于: 將煙氣中的氨經(jīng)過處理后，從氣態(tài)轉(zhuǎn)移到液態(tài)中，并對吸收液進(jìn)行精確定量，加入精確計(jì)量的化學(xué)試劑，然后在吸收液混合顯色裝置中顯色，然后測量顯色液吸光度，根據(jù)所述吸光度來換算成煙氣中的氨含量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種比色法測量煙氣中氨含量的裝置及方法。所述裝置包括煙氣取樣恒溫裝置，煙氣吸收酸化裝置，煙氣液化吸收裝置，吸收液計(jì)量裝置，精確分時(shí)加藥裝置，吸收液混合顯色裝置，吸收液比色裝置。本發(fā)明的方法能夠?qū)煔庵械陌苯?jīng)過處理后，從氣態(tài)轉(zhuǎn)移到液態(tài)中，并對吸收液進(jìn)行精確定量，加入精確計(jì)量的化學(xué)試劑，然后在吸收液比色裝置中顯色，然后測量顯色液吸光度。根據(jù)吸收液吸光度來換算煙氣中的氨。本發(fā)明可以把煙氣中的氨轉(zhuǎn)移到液態(tài)溶液中，不會(huì)發(fā)生氨氣結(jié)晶、粘連等問題。本發(fā)明利用比色原理，對吸收液中的氨鹽的濃度測量，就可以換算成煙氣中逃逸氨的濃度，實(shí)現(xiàn)精確測量。
【IPC分類】G01N21/78, G01N21/31
【公開號】CN105445266
【申請?zhí)枴緾N201510953799
【發(fā)明人】陳云龍, 邊寶麗
【申請人】北京華科儀科技股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月17日