一种SCR脱硝出口NH3、NO同步检测系统

专利2026-02-02  7


本技术涉及scr脱硝,尤其涉及一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统。


背景技术:

1、燃煤电厂等大型能源转化设备是nox的主要排放源,其中主要成分为no,需要进行实时监测和控制。对燃烧烟气进行脱硝处理是减少nox排放的有效方法。选择性催化还原(selective catalytic reduction,scr)技术是干法脱硝的一种,具有脱硝效率高、对机组影响小、便于维护等优点,已经得到广泛应用。nh3是scr的常用还原剂,可以有效去除烟气中的nox。nh3的注入量对scr系统的运行效率至关重要,喷氨不足导致nox难以完全分解,喷氨过量会引起氨逃逸,影响机组安全运行。因此,在scr出口对nh3和no进行同步检测是全面了解scr系统运行状况的必要手段。烟气在线监测的方式有多种,其中原位取样测量在烟道内部进行,无需远程传输烟气,测量环境相对稳定,可以更准确地反映烟气真实情况。测量过程中,吸收池内部气体温度随着烟气变化,导致气体吸收线强度改变。

2、在真空泵的作用下,烟气中粉尘颗粒物易附着在吸收池过滤器的入口,引起吸收池内部烟气流速变化,从而导致吸收池内气体分子数存在波动。因此,吸收池内部烟气的温度和流速不断变化,将直接影响nh3和no的浓度信号,对nh3、no进行温度和流速(温流)补偿,可以进一步提高测量准确度。由于nh3和no在线监测的主流技术不同,导致目前同步检测nh3和no的设备较少,因此,开发nh3、no同步检测装置具有较高的经济性和实用性。

3、目前已有的技术方案分析如下:1)第一技术方案基于激光吸收光谱技术,通过将两套激光发射系统进行耦合,实现了对no和nh3同时测量。通过原位测量的方式,可以准确掌握两种组分在烟道内的分布情况,有利于更加精确地控制局部某点的喷氨量。通过简化测量光路布置,使整个装置布局更加紧凑。但是该方案中两束激光共光路,光强损失较大,影响测量灵敏度,同时没有考虑烟气温度和流速的影响。2)第二技术方案采用原位取样的方式,将测量腔压力保持在0.1atm,可以选择强吸收谱线并避免其它气体谱线干扰,提高了仪表的灵敏度,降低了检测限。该方案可以解决目前氨逃逸率仪表应用中存在的粉尘浓度高激光无法透过、烟道壁机械变形激光偏移、无法标定、过滤渗透探头堵塞等问题。但是其只针对nh3进行了测量,未能反映no的情况。3)第三技术方案构建了谐波信号与温度的数学模型,将各个温度下测得的二次谐波峰值带入到二次多项拟合方程中进行温度修正,获取修正后的气体浓度值。但是该方案只针对温度这一影响因素进行了多项式建模,没有考虑流速的影响。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本实用新型的目的是提出一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统。

2、本实用新型所采用的技术方案是:

3、一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,包括现场测量装置;所述现场测量装置包括:激光发射与接收单元、吸收池单元及数据采集处理单元三部分;

4、所述激光发射与接收单元包括:第一激光控制器,dfb激光器,第二激光控制器,qcl激光器,准直器,第一探测器,第二探测器;

5、所述吸收池单元包括:吸收池、热电偶、温度记录仪、流量显示器、真空泵;

6、所述数据采集处理单元包括:数据采集卡、上位机。

7、进一步地,所述scr脱硝出口nh3、no同步检测系统还包括实验室标定及补偿模型构建装置;所述实验室标定及补偿模型构建装置包括:激光发射与接收单元、吸收池单元、标准气体配置单元及数据采集处理单元四部分;

8、所述激光发射与接收单元包括:第一激光控制器,dfb激光器,第二激光控制器,qcl激光器,准直器,第一探测器,第二探测器;

9、所述吸收池单元包括:吸收池、电加热炉、热电偶、温度记录仪、流量显示器、真空泵;

10、所述标准气体配置单元包括:nh3标准气瓶、no标准气瓶、n2标准气瓶、第一流量计、第二流量计、第三流量计、流量计控制器、混合器;

11、所述数据采集处理单元包括:数据采集卡、上位机。

12、进一步地,所述dfb激光器的中心波长为1512nm,dfb激光器发射的激光用于检测nh3;所述qcl激光器的中心波长为5184nm,qcl激光器发射的激光用于检测no。

13、进一步地,所述第一激光控制器用于控制dfb激光器发射第一激光,第一激光通过准直器处理后,以第一预设角度射入吸收池;第一激光从吸收池射出后,到达第一探测器;

14、所述第二激光控制器用于控制qcl激光器发射第二激光,第二激光通过第二预设角度射入吸收池;第二激光从吸收池射出后,到达第二探测器;

15、第一探测器和第二探测器两个探测器将收到的光强信号转换为电信号后,分别将电信号传输到数据采集卡,数据采集卡与上位机连接,光强数据最终在上位机进行数字解调。

16、进一步地,所述第一激光的入射光线斜率为(-0.05,0.0526);所述第二激光的入射光线斜率为(-0.025,0)。

17、进一步地,第一激光在吸收池内经过58次反射后出射,有效光程约22m;第二激光在吸收池内经过4次反射后出射,有效光程约1.5m。

18、进一步地,激光射入所述吸收池和射出所述吸收池的开口为同一个开口。

19、进一步地,所述热电偶设置在吸收池内部,用于测量吸收池内部的气体温度;

20、吸收池的气体出口连接流量显示器,用于实时测量吸收池内气体的流速。

21、进一步地,所述nh3标准气瓶的输出端连接第一流量计,所述no标准气瓶的输出端连接第二流量计,所述n2标准气瓶的输出端连接第三流量计;

22、三个流量计由流量计控制器进行控制,且三个流量计的输出端连接混合器,混合器的出口与吸收池的气体入口相连。

23、进一步地,在标定时,所述吸收池设置在电加热炉的内部,通过调节电加热炉的温度,使吸收池的内部温度保持在预设温度;在实测时,将吸收池插入烟道内部。

24、本实用新型的有益效果是:本实用新型利用不同波长的激光源,结合长短光程共用的吸收池,实现nh3和no快速、准确、同步检测。另外,采用了nh3和no最成熟稳定的激光源,并且为两束激光设计了不同的传输路径,避免了常规共光路方案带来的光强损失,具有较高的经济性、稳定性和准确度。



技术特征:

1.一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,包括现场测量装置;所述现场测量装置包括:激光发射与接收单元、吸收池单元及数据采集处理单元三部分;

2.根据权利要求1所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述scr脱硝出口nh3、no同步检测系统还包括实验室标定及补偿模型构建装置;所述实验室标定及补偿模型构建装置包括:激光发射与接收单元、吸收池单元、标准气体配置单元及数据采集处理单元四部分;

3.根据权利要求1或2所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述dfb激光器的中心波长为1512nm,dfb激光器发射的激光用于检测nh3;所述qcl激光器的中心波长为5184nm,qcl激光器发射的激光用于检测no。

4.根据权利要求1或2所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述第一激光控制器用于控制dfb激光器发射第一激光,第一激光通过准直器处理后,以第一预设角度射入吸收池;第一激光从吸收池射出后,到达第一探测器;

5.根据权利要求4所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述第一激光的入射光线斜率为(-0.05,0.0526);所述第二激光的入射光线斜率为(-0.025,0)。

6.根据权利要求4所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,第一激光在吸收池内经过58次反射后出射,有效光程约22m;第二激光在吸收池内经过4次反射后出射,有效光程约1.5m。

7.根据权利要求4所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,激光射入所述吸收池和射出所述吸收池的开口为同一个开口。

8.根据权利要求1或2所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述热电偶设置在吸收池内部,用于测量吸收池内部的气体温度;

9.根据权利要求2所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,所述nh3标准气瓶的输出端连接第一流量计,所述no标准气瓶的输出端连接第二流量计,所述n2标准气瓶的输出端连接第三流量计;

10.根据权利要求2所述的一种scr脱硝出口nh3、no同步检测系统,其特征在于,在标定时,所述吸收池设置在电加热炉的内部,通过调节电加热炉的温度,使吸收池的内部温度保持在预设温度;在实测时,将吸收池插入烟道内部。


技术总结
本技术公开了一种SCR脱硝出口NH<subgt;3</subgt;、NO同步检测系统,包括现场测量装置;所述现场测量装置包括:激光发射与接收单元、吸收池单元及数据采集处理单元三部分;所述激光发射与接收单元包括:第一激光控制器,DFB激光器,第二激光控制器,QCL激光器,准直器,第一探测器,第二探测器;所述吸收池单元包括:吸收池、热电偶、温度记录仪、流量显示器、真空泵;所述数据采集处理单元包括:数据采集卡、上位机。本技术利用不同波长的激光源,结合长短光程共用的吸收池,实现NH<subgt;3</subgt;和NO快速、准确、同步检测。本技术可广泛应用于SCR脱硝技术领域。

技术研发人员:姚顺春,郭松杰,危由兴,杨言,黎珈彤,刘玮镔,卢志民,莫爵徽
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:20231123
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1826981.html

最新回复(0)