-某電廠逃逸氨濃度測試與灰分影響分析

1、*某電廠逃逸氨濃度測試與灰分影響分析燃煤電廠選擇性催化復(fù)原SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸問題普遍 存在，為良好控制逃逸氨濃度，采用靛酚藍(lán)分光光度法在現(xiàn) 場對煙氣中氨濃度開展了測試。以*某200MW級燃煤機(jī)組氨 逃逸性能試驗(yàn)為例，詳述了靛酚藍(lán)分光光度法現(xiàn)場測試的操 作方法與流程，并將試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場在線儀表數(shù)據(jù)開展了比 較，同時分析了煙氣中飛灰對該方法測試結(jié)果的影響。結(jié)果說明，現(xiàn)場測試可獲得不同取樣點(diǎn)逃逸氨的濃度, 對噴氨控制有利；樣品中灰分的存在會大幅提升吸光度值, 使測試結(jié)果偏高，采樣過程中需嚴(yán)防灰分進(jìn)入樣品，以便獲 得正確的分析結(jié)果。過量的氨逃逸會給電廠帶來一系列風(fēng)險，準(zhǔn)確監(jiān)控逃逸 氨濃度以控制噴氨量

2、，對電廠的平安與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。目前，電廠檢測煙氣中氨濃度的方法主要有激光原位法 和抽取采樣法。其中，激光原位法往往受粉塵和振動等現(xiàn)場 條件制約，在測量時存在較大偏差，且易出現(xiàn)跳變現(xiàn)象。實(shí) 際逃逸氨濃度多依靠定期的手工測試開展檢驗(yàn)修正，即通過 現(xiàn)場多點(diǎn)抽取采樣，樣品在實(shí)驗(yàn)室條件下開展分析。實(shí)驗(yàn)室 分析方法有靛酚藍(lán)分光光度法和離子色譜法等。不同的方法 在時效性、準(zhǔn)確性及抗干擾性方面存在一定的差異。本文以*某電廠逃逸氨測試為根底，闡述靛酚藍(lán)分光光 度法現(xiàn)場取樣及試驗(yàn)室分析具體的操作流程與方法，并與現(xiàn) 場表盤在線數(shù)據(jù)開展比對；受限于現(xiàn)場條件，將粉塵對測試 結(jié)果的影響考慮其中，探索了樣品中灰分對靛酚

3、藍(lán)分光光度法的影響，為后續(xù)現(xiàn)場逃逸氨測試提供依據(jù)。1*某電廠脫硝設(shè)備現(xiàn)狀*某燃煤電廠某機(jī)組裝機(jī)容量為200MW,布置2臺SCR 反響器，每臺反響器初裝2層催化劑，1層備用。SCR脫硝 裝置設(shè)計(jì)入口 NOx質(zhì)量濃度450mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下文與體 積相關(guān)的數(shù)值均已換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）；設(shè)計(jì)脫硝效率不低于 80%,逃逸氨體積分?jǐn)?shù)小于3x10-6；采用液氨制備脫硝復(fù)原 劑。對脫硝系統(tǒng)逃逸氨開展現(xiàn)場采樣，并用靛酚藍(lán)分光光度 法測算逃逸氨濃度。2材料與方法1測試原理煙氣中的氨預(yù)先被裝有0. 05moi/L稀硫酸的吸收液吸收 固定生成硫酸鐵。在水楊酸稀硫酸的、亞硝基鐵氟化鈉和次 氯酸鈉溶液的共同作用下，硫

4、酸錠中的鐵離子會發(fā)生顯色反 應(yīng)，生成藍(lán)色絡(luò)合物，而顯色的深淺與氨離子濃度呈線性相 關(guān)，利用分光光度計(jì)可測算出原始樣品氨濃度。.2樣品采集逃逸氨采集裝置如圖1所示，其由煙氣采集管和吸收裝 置等組成。圖1采集裝置示意采用網(wǎng)格布點(diǎn)法開展試驗(yàn)測孔采樣，調(diào)節(jié)抽氣流量為 6L/min,使鼓泡均勻，采樣時間設(shè)定為30nlin。化學(xué)分析所 用試劑僅氯化鐵為優(yōu)級純，其余均為分析純。所有試驗(yàn)重復(fù) 3次，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。. 3試劑配制與樣品測試試驗(yàn)所需試劑及濃度如下表1所示。表1試驗(yàn)所需試劑采用紫外分光光度計(jì)對氯化鐵標(biāo)準(zhǔn)液和樣品開展測試, 試驗(yàn)前需預(yù)先繪制氯化錠標(biāo)準(zhǔn)曲線。(1)標(biāo)樣配制。取7支20mL具塞比色管

5、，分別參加質(zhì) 量濃度為10 u g/mL的氯化錠標(biāo)準(zhǔn)液0、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、 2.5、3mL,用去離子水稀釋至10mL,再向這7支比色管中分 別參加水楊酸、亞硝基鐵氟化鈉和次氯酸鈉溶液各1. 0mL后 振蕩，靜置60min待測。(2)樣品制備。將樣品預(yù)先用與吸收液同濃度的稀硫 酸定容至250mL,取其中10mL按標(biāo)樣所列順序參加水楊酸、 亞硝基鐵氟化鈉和次氯酸鈉溶液各1. 0mL后振蕩，同樣靜置 60min待測。(3)測試。標(biāo)樣與試驗(yàn)樣品均在波長為697. 5nm處開 展吸光度測試。4逃逸氨濃度計(jì)算逃逸氨濃度計(jì)算方法為式中：為逃逸氨質(zhì)量濃度，mg/m3； A和A0分別為樣

6、品溶液(煙 氣吸收液經(jīng)稀釋定容后得到)與空白溶液吸光度；a和b分別 為標(biāo)準(zhǔn)曲線截距和斜率；Vs為煙氣吸收液稀釋定容后的總體 積，niL(本文為250mL) ； V0為開展吸光度試驗(yàn)時從Vs中所取體積，niL（本文為10mL） ； Vnd為所采煙氣樣品標(biāo)準(zhǔn)體積, Lo為便于測試結(jié)果與電廠儀表數(shù)據(jù)的比對，試驗(yàn)所測逃逸 氨濃度按10-6計(jì)量給出，其轉(zhuǎn)化系數(shù)為22. 4/17。3結(jié)果與討論1氯化鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線氯化錠標(biāo)準(zhǔn)液吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2所示。圖2標(biāo)準(zhǔn)液 氯化鐵含量對應(yīng)吸光度存在以下關(guān)系：y=0. 054x-0. 037其中相關(guān)系數(shù)平方R2R.994,接近1,擬合度較高，說 明氯化鐵濃度與吸光度具有良好

7、的線性相關(guān)性，故可根據(jù)樣 品吸光度反推樣品氨濃度。圖中氯化鐵質(zhì)量是指25mL測試 液中所含氯化鐵質(zhì)量。圖2氯化按吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線2逃逸氨樣品測試采用靛酚藍(lán)分光光度法對煙氣樣品開展分析，并將測試 結(jié)果與電廠表盤在線數(shù)據(jù)（激光直接測量法，取測試時間段 平均值）開展比照，結(jié)果如下表2所示。表2逃逸氨測試結(jié)果由表2可以看出，靛酚藍(lán)分光光度法能有效測算出現(xiàn)場 氨逃逸數(shù)據(jù).逃逸氨體積分?jǐn)?shù)在2. 5x10-6-3. 4x10-6之間， 其中局部測點(diǎn)逃逸氨體積分?jǐn)?shù)超出3x10-6的設(shè)計(jì)值，可能 由于噴氨不均勻或流場分布不均勻所致，此時脫硝效率為82. 37%,同樣高于設(shè)計(jì)值80%的要求。同時發(fā)現(xiàn)所測逃逸氨 數(shù)據(jù)

8、要大于電廠儀表表盤顯示數(shù)值，且儀表未檢測出局部氨 逃逸超標(biāo)點(diǎn)狀況。儀表顯示數(shù)值過低可能是儀表由于取樣位置固定，不能 全面反映電廠實(shí)際氨逃逸狀況；且在線數(shù)據(jù)受粉塵影響，存 在較大系統(tǒng)偏差，需要進(jìn)一步矯正。試驗(yàn)結(jié)果說明，現(xiàn)場人 工測試結(jié)果可為電廠噴氨量調(diào)整及逃逸氨在線測試系統(tǒng)校 驗(yàn)提供參考。3. 3灰分影響分析盡管網(wǎng)格布點(diǎn)取樣分析法能較為全面地反映電廠氨逃 逸狀況，但實(shí)際取樣過程中假設(shè)操作不當(dāng)會使少量粉塵顆?；?入樣液中，其可能會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。為判斷灰分的摻 入對靛酚藍(lán)分光光度法測試結(jié)果的影響，分別在標(biāo)準(zhǔn)氯化錠 樣品（濃度為lug/mL,體積為10mL）中添加0.01、0. 02,0.04g

9、 的飛灰，以模擬粉塵進(jìn)入測試樣品中的狀況。將參加粉煤灰 后的各樣品搖勻，震蕩后靜止lOmin取上清液開展分光光度 分析，結(jié)果如圖3所示。圖3灰分對吸光度的影響由圖3可見，灰分的參加極大地提升了樣品的吸光度， 且初始摻入的灰分越多，濾灰后樣品的吸光度越大，這可能 是因?yàn)榛抑懈鞣N可溶性金屬離子及不溶物對測試結(jié)果產(chǎn)生 了干擾。文獻(xiàn)認(rèn)為，采用靛酚藍(lán)分光光度法，飛灰（也即本 文所描述的灰分）的參加會使樣品引入新的Fe3+、Cu2+、Ca2+ 和Mg2+等離子，其中Fe3+能明顯增加樣品的著色深度，也 即增加吸光值，從而使結(jié)果偏高。文獻(xiàn)那么認(rèn)為，煙氣中的飛灰會吸附一定量自由態(tài)或化合 態(tài)的氨，而灰分的摻入使

10、樣品中氨濃度升高，使測試結(jié)果偏 大；由于飛灰的吸附作用，會使氨逃逸測試環(huán)境出現(xiàn)系統(tǒng)偏 差，建議開展飛灰中氨含量測試方法的研究。比照發(fā)現(xiàn)，文 獻(xiàn)的測試結(jié)果顯示，其在初始氨質(zhì)量濃度為0. 792 ug/mL的 氨標(biāo)準(zhǔn)液中參加0. 02g灰，靛酚藍(lán)分析法測出氨濃度的相對 偏差只有16. 79%,而本文測試條件與文獻(xiàn)相近情況下，灰分 對測試結(jié)果造成的影響卻超過了 200%。造成這一現(xiàn)象的可能原因是，本試驗(yàn)只對加灰樣品開展 了靜置，未做進(jìn)一步別離，使少量灰分仍殘留在樣品中。部 分剩余的灰分會降低樣品的透光率，導(dǎo)致吸光度大大增加， 使結(jié)果偏高。由此可見，要想獲得準(zhǔn)確的測試結(jié)果，取樣時 嚴(yán)格控制飛灰進(jìn)入樣品非常重要。4結(jié)語本文研究結(jié)果說明：現(xiàn)場多點(diǎn)取樣，在實(shí)驗(yàn)室條件下采 用靛酚藍(lán)分光光度法測試煙氣中的氨，