CN105158422B - 一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法。目前还没有一种测量精确，且能够同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法。本发明装置的特点是：导气管的一端和取样管的一端连接，吸收液供应管的另一端和导气管连接，一号导气支管的一端和二号导气支管的一端均和导气管的另一端连接，一号导气支管的另一端和一号冷凝瓶连接，二号导气支管的另一端和二号冷凝瓶连接，分析仪和流量计均和单片机连接。本发明的方法的步骤如下：一号冷凝瓶和二号冷凝瓶依次交替采样，由分析仪分析得到采样烟气中氨含量，由流量计测量得到采样烟气体积，从而得到采样烟气中氨逃逸浓度。本发明测量精确，且能够同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量。

Description

一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法，主要用于高精度测量脱硝反应器出口气态氨和吸附在烟尘中的总氨逃逸浓度，属于环保测试技术领域。

背景技术

当前及可预见的将来火力发电仍然是我国主要电力供应方式，但是燃煤发电过程中产生的大量的氮氧化物NOx严重破坏我们赖以生存的自然环境，当下随着人们环保意识的不断提高，NOx控制技术得到广泛的应用。近年来我国火力发电厂进行脱硝装置的大规模集中改造，目前火力发电厂脱硝工艺主要为选择性催化还原法（Selective CatalyticReduction简称SCR）及非选择性催化还原法（Selective No Catalytic Reduction简称SNCR），两种方法均通过氨基还原剂与烟气中的NOx的反应生成N₂和H₂O，区别在于SCR方法需要借助催化剂才能进行，且催化剂活性受温度影响极大；SNCR法是将氨基还原剂直接喷入高温烟气中，在高温条件下使氨基还原剂与NOx反应。应用这两种脱硝方法喷入炉内的氨基还原剂很难完全与烟气中的NOx反应，均会造成少量未反应的氨随烟气排向下游设备，此部分未参与反应的氨叫做氨逃逸，也叫逃逸氨。氨逃逸一方面造成二次污染，另一方面严重影响脱硝装置下游设备的安全高效运行。按照行业内相关要求：应用SCR法氨逃逸应小于3ppm，应用SNCR法氨逃逸应小于10ppm。

在实际应用过程中氨逃逸不仅会造成污染，也会危及机组的安全高效运行。未反应的氨会与烟气中的酸性氧化物（如SO₃）结合生成铵盐（NH₄HSO₄），如果该物质附着在催化剂模块表面，会造成催化剂失活和阻塞，严重影响催化剂的化学寿命；逃逸氨与烟气中的酸性氧化物等生成的铵盐会附着在下游设备表面，造成设备的腐蚀和阻塞，导致烟气沿程阻力升高，同时缩短机组检修周期，致使运行、维护费用增加。因此需要一种精确高效的氨逃逸测试装置。

国内外氨逃逸监测分析领域主要采用的是原位式激光分析法，其工作原理是应用特定气体对激光的吸收特性进行分析，分析仪一般设计成探头型结构，直接安装在烟道角部位置，激光的发射端和接收端安装在烟道上，激光通过发射端照射烟道内烟气，被接受端反射或接收后，将光信号传至分析仪，通过光电信号转换，即可得出NH₃浓度。在应用过程中原位式激光分析法暴露出一些缺点，严重影响其测试精度，原位式激光分级法缺点总结如下。

（1）发射端和接收端工作环境恶略，高尘、高温致使发射端与接收端棱镜的使用寿命严重缩短，直接增加相关设备的维护成本；

（2）由于烟道的不规则震动，不能长期保证发射端与接收端对准，仪器不能连续的传输有效数据；

（3）仪器不能频繁标定和校验，测量精度无法保证；

（4）烟道中烟尘浓度很高，严重影响了激光在烟道中的穿透距离，测量偏差增加；

（5）测试位置局限在烟道角部，不能有效反应烟道截面氨逃逸浓度。

现在也有其他用于测试氨逃逸浓度的装置，如公开日为2014年07月23日，公开号CN103940778A的中国专利中，公开了一种用于烟气逃逸氨的测量系统，该用于烟气逃逸氨的测量系统包括测量装置和采样装置，所述测量装置包括激光器、抽气泵和抽气管所述采样装置与测量装置连接的安装管段、与采样头连接的采样管段以及设置在安装管段和采样管段之间与安装管段和采样管段套装的可伸缩采样管，每组管段直径尺寸递减，实现套装，该测量系统只能用于烟道烟气逃逸氨测量。

综上所述，目前还没有一种测量精确，且能够同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置及方法。采用抽取式采样法，将烟气及烟尘抽到烟道外部，通过溶解吸收将烟气中以气态形式游离存在的氨和吸附在烟尘表面中的氨全部转化成离子态的氨，进而能够准确分析烟气中氨含量，从而避免了因单独测试烟气中氨含量，忽略了吸附在烟尘中的氨而导致的氨逃逸测量值较实际值偏小的现象发生。同时保证测量装置至于烟道之外，避免高温、高尘烟气对置于烟道内部仪器的损伤，此外，测试仪器外置能够最大限度的方便维护和检修作业。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置的结构特点在于：包括吸收液供应泵、吸收液储藏器、冷凝器、一号蠕动泵、二号蠕动泵、分析仪、废液管、分析仪冲洗水泵、冲洗水储藏器、冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀、六号电磁阀、七号电磁阀、流量计、单片机、导气管、一号出样品管、二号出样品管、冷凝器冲洗管、分析仪冲洗管、一号抽气管、二号抽气管、吸收液供应管和用于从烟道内取样气且将样气从烟道内引导到烟道外的取样管，所述冷凝器包括一号电磁阀、二号电磁阀、一号冷凝瓶、二号冷凝瓶、四号电磁阀、五号电磁阀、一号导气支管、二号导气支管、一号冲洗支管、二号冲洗支管、一号排冲洗液管和二号排冲洗液管，所述取样管插入在烟道中，该取样管的一端露在烟道外；所述导气管的一端和取样管的一端连接，所述吸收液供应管的一端位于吸收液储藏器内，该吸收液供应管的另一端和导气管连接，所述吸收液供应泵安装在吸收液供应管上，所述一号导气支管的一端和二号导气支管的一端均和导气管的另一端连接，所述一号导气支管的另一端和一号冷凝瓶连接，所述一号电磁阀安装在一号导气支管上，所述一号抽气管的一端和一号冷凝瓶的顶部连接，该一号抽气管和流量计连接，所述六号电磁阀安装在一号抽气管上，所述一号出样品管的一端和一号冲洗支管的一端均连接在一号冷凝瓶的底部，所述一号出样品管的另一端和分析仪连接，所述一号蠕动泵安装在一号出样品管上，所述废液管和分析仪连接，所述一号排冲洗液管的一端和一号冷凝瓶的下部连接，所述四号电磁阀安装在一号排冲洗液管上；所述二号导气支管的另一端和二号冷凝瓶连接，所述二号电磁阀安装在二号导气支管上，所述二号抽气管的一端和二号冷凝瓶的顶部连接，该二号抽气管和流量计连接，所述七号电磁阀安装在二号抽气管上，所述二号出样品管的一端和二号冲洗支管的一端均连接在二号冷凝瓶的底部，所述二号出样品管的另一端和分析仪连接，所述二号蠕动泵安装在二号出样品管上，所述二号排冲洗液管的一端和二号冷凝瓶的下部连接，所述五号电磁阀安装在二号排冲洗液管上；所述冷凝器冲洗管的一端和分析仪冲洗管的一端均位于冲洗水储藏器内，所述分析仪冲洗管的另一端和分析仪连接，所述分析仪冲洗水泵安装在分析仪冲洗管上，所述三号电磁阀安装在冷凝器冲洗管的另一端，所述冷凝器冲洗水泵安装在冷凝器冲洗管上，所述一号冲洗支管的另一端和二号冲洗支管的另一端均连接在三号电磁阀上，所述分析仪和流量计均和单片机连接。

作为优选，本发明所述吸收液供应管的另一端靠近取样管的一端。

作为优选，本发明所述流量计为电子流量计。

作为优选，本发明所述取样孔位于取样管的前部，并行设置靠背管，以实现等速采样。

作为优选，本发明所述取样管和烟道内的烟气流动方向垂直。

作为优选，本发明所述取样孔的朝向和烟道内的烟气流动方向相反。

作为优选，本发明所述取样管的一端靠近烟道的外壁。

一种使用所述的装置进行同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的方法，其特点在于：所述方法的步骤如下：

步骤一：装置通电自检，然后启动冷凝器；

步骤二：在吸收液储藏器中盛有能够快速将样气中的氨转化为离子态氨并提供稳定储存环境的吸收液，所述吸收液为摩尔浓度0.05mol/L的稀硫酸，待冷凝器的温度达到4±2℃后，启动吸收液供应泵，先用吸收液冲洗管路，并对吸收液进行氨含量测定，以此作为氨含量的测试零点；开启一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，关闭二号冷凝瓶、二号电磁阀、三号电磁阀、四号电磁阀、五号电磁阀和七号电磁阀，启动流量计，烟道内的样气经取样管流到导气管，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触，并进入冷凝器的一号冷凝瓶中，在一号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶的底部，气体从一号冷凝瓶的顶部沿一号抽气管排出，并由流量计记录气体体积；

步骤三：当一号冷凝瓶到达设定的运行时间后，关闭一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，流量计将记录的气体体积反馈到单片机，启动二号冷凝瓶、二号电磁阀和七号电磁阀，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触后进入冷凝器的二号冷凝瓶中，在二号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在二号冷凝瓶的底部，气体从二号冷凝瓶的顶部沿二号抽气管排出，并由流量计记录气体体积；与此同时，富集在一号冷凝瓶底部的液体通过一号蠕动泵排到分析仪中，待一号冷凝瓶底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和四号电磁阀，对一号冷凝瓶的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经四号电磁阀和一号排冲洗液管排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和四号电磁阀；

步骤四：一号蠕动泵将一号冷凝瓶中的液体排入分析仪后，通过分析仪分析液体中的氨含量，并将分析结果反馈到单片机，分析完毕后，启动分析仪冲洗水泵，对分析仪进行冲洗，分析仪中的废液通过废液管排出，冲洗完毕后，关闭分析仪冲洗水泵；当二号冷凝瓶到达设定的运行时间后，关闭二号冷凝瓶、二号电磁阀和七号电磁阀，流量计将记录的气体体积反馈到单片机，富集在二号冷凝瓶底部的液体通过二号蠕动泵排到分析仪中，待二号冷凝瓶底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和五号电磁阀，对二号冷凝瓶的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经五号电磁阀和二号排冲洗液管排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和五号电磁阀；与此同时，启动一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触后进入冷凝器的一号冷凝瓶中，在一号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶的底部，气体从一号冷凝瓶的顶部沿一号抽气管排出，并由流量计记录气体体积，实现一号冷凝瓶和二号冷凝瓶依次交替采样；

步骤五：计算烟气中氨逃逸的浓度C，

C：采样烟气中氨逃逸浓度，mg/m³；

M：采样烟气中氨含量，由分析仪分析得到，mg；

Q：采样烟气体积，由流量计测量得到，m³。

作为优选，本发明步骤一中的自检项目包括电气短路、各阀门开启闭合是否正常、各泵出力是否符合要求、对流量计和分析仪进行标定，最后检查系统气密性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：能够快速、准确的测试烟气和烟尘中全部氨含量；整个装置置于烟道外，便于维修、保养；系统自动化程度高，无需专人操作；各测试单元相关技术成熟，国产化程度较高，有效降低设备及维护成本。

取样管前段设有采样口，采样口并行位置设有靠背管，以便实现等速采样。采用智能电子流量计，内置真空泵提供采样所需负压环境。采用浓度为0.05mol/L的稀硫酸做为吸收液，能够使烟气中的氨迅速转变为稳定的离子态氨，避免后续样品转移和分析过程中的氨损失。

样气经取样管后在出口位置与沿流动方向切向加入的吸收液接触，烟气中气态的氨迅速溶解在吸收液中并稳定存在；烟尘中吸附在烟尘中的氨随着烟尘在吸收液中溶解迅速转变为离子态氨。为保证系统长期稳定运行，根据然煤灰份，确定一号冷凝瓶和二号冷凝瓶的合理运行时间。

为保证将含尘吸收液中烟尘过滤掉，一号冷凝瓶的底部和二号冷凝瓶的底部均设置有过滤装置，过滤装置采用陶瓷滤芯，过滤等级为2μm，过滤装置的周围与壁面玻璃接触位置采用橡胶圈密封，陶瓷滤芯上表面采用弧形倾斜设计，上表面最低点对应冷凝瓶边缘开孔位置，在对过滤装置反冲洗的过程中，烟尘沿着陶瓷滤芯上部倾斜面流向冷凝瓶侧面开孔处，经排冲洗液管和电磁阀排出。

氨化学的分析仪能够精确分析浓度在0.01ppm至100ppm的含氨液体，在一号冷凝瓶和二号冷凝瓶切换的过程中，用分析仪冲洗水泵冲洗分析仪。

单片机是控制单元的核心部件，可以通过导线连接各泵与阀门，按照仪器的工作逻辑编程实现系统的自动控制。吸收液供应泵、一号电磁阀、二号电磁阀、一号蠕动泵、二号蠕动泵、分析仪冲洗水泵、冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀、四号电磁阀、五号电磁阀、六号电磁阀和七号电磁阀。

本发明的实施中，随时读取流量计传输的样气流量Q和分析仪分析的氨含量M，通过计量采样气体体积和化验所得氨浓度即可得出烟气中氨浓度C，且系统可以采用单片机控制配以数字显示屏，能够第一时间获得氨逃逸浓度。实现了全自动、高精度测量，且整个系统置于烟道之外，便于维护和检修。

本发明提出了一种全自动快速测量烟气和烟尘中氨逃逸的装置和方法，通过溶解吸收将烟气中以气态形式游离存在的氨和吸附在烟尘中的氨全部转化成离子态的氨，进而能够准确分析烟气中氨含量。本发明克服了传统的激光测量和抽取吸收方法中只能测试气态氨，或者无法精确测试烟尘中的氨含量的缺点；本发明同时克服了传统测试方法采样时间长，样品储藏过程中化学特性不稳定及化验周期长等缺点，实现了氨逃逸的高效、高精度测试，准确获得脱硝装置氨逃逸浓度，对脱硝装置的优化运行具有现实的指导意义。

本发明在样气离开烟道时即被吸收液捕捉，吸收氨气后的样品随烟气进入冷凝器中，冷凝器的温度控制在4℃±2℃，以保证烟气中的水等组分充分的冷凝。设置两个冷凝瓶交替使用，且及时对停用冷凝瓶陶瓷过滤装置进行冲洗除灰，可以克服烟气中烟尘含量可能较高而导致过滤装置堵塞的问题。可以采用智能电子流量计，可以根据烟道内烟气流动情况调整内置抽气泵出力，并能自动记录、传输抽气信息。

附图说明

图1是本发明实施例中同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置的结构示意图。

图中：1.取样管，2.吸收液供应泵，3.吸收液储藏器，4.冷凝器，5.一号电磁阀，6.二号电磁阀，7.一号冷凝瓶，8.二号冷凝瓶，9.一号蠕动泵，10.二号蠕动泵，11.分析仪，12.废液管，13.分析仪冲洗水泵，14.冲洗水储藏器，15.冷凝器冲洗水泵，16.三号电磁阀，17.四号电磁阀，18.五号电磁阀，19.六号电磁阀，20.七号电磁阀，21.流量计，22.单片机，23.导气管，24.一号导气支管，25.二号导气支管，26.一号出样品管，27.二号出样品管，28.冷凝器冲洗管，29.一号冲洗支管，30.二号冲洗支管，31.分析仪冲洗管，32.一号排冲洗液管，33.二号排冲洗液管，34.一号抽气管，35.二号抽气管，36.吸收液供应管。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置包括吸收液供应泵2、吸收液储藏器3、冷凝器4、一号蠕动泵9、二号蠕动泵10、分析仪11、废液管12、分析仪冲洗水泵13、冲洗水储藏器14、冷凝器冲洗水泵15、三号电磁阀16、六号电磁阀19、七号电磁阀20、流量计21、单片机22、导气管23、一号出样品管26、二号出样品管27、冷凝器冲洗管28、分析仪冲洗管31、一号抽气管34、二号抽气管35、吸收液供应管36和用于从烟道内取样气且将样气从烟道内引导到烟道外的取样管1。

本实施例中的冷凝器4包括一号电磁阀5、二号电磁阀6、一号冷凝瓶7、二号冷凝瓶8、四号电磁阀17、五号电磁阀18、一号导气支管24、二号导气支管25、一号冲洗支管29、二号冲洗支管30、一号排冲洗液管32和二号排冲洗液管33。

本实施例中的取样管1插入在烟道中，该取样管1的一端露在烟道外。导气管23的一端和取样管1的一端连接，吸收液供应管36的一端位于吸收液储藏器3内，该吸收液供应管36的另一端和导气管23连接，吸收液供应泵2安装在吸收液供应管36上，一号导气支管24的一端和二号导气支管25的一端均和导气管23的另一端连接，一号导气支管24的另一端和一号冷凝瓶7连接，一号电磁阀5安装在一号导气支管24上，一号抽气管34的一端和一号冷凝瓶7的顶部连接，该一号抽气管34和流量计21连接，六号电磁阀19安装在一号抽气管34上，一号出样品管26的一端和一号冲洗支管29的一端均连接在一号冷凝瓶7的底部，一号出样品管26的另一端和分析仪11连接，一号蠕动泵9安装在一号出样品管26上，废液管12和分析仪11连接，一号排冲洗液管32的一端和一号冷凝瓶7的下部连接，四号电磁阀17安装在一号排冲洗液管32上。

本实施例中的二号导气支管25的另一端和二号冷凝瓶8连接，二号电磁阀6安装在二号导气支管25上，二号抽气管35的一端和二号冷凝瓶8的顶部连接，该二号抽气管35和流量计21连接，七号电磁阀20安装在二号抽气管35上，二号出样品管27的一端和二号冲洗支管30的一端均连接在二号冷凝瓶8的底部，二号出样品管27的另一端和分析仪11连接，二号蠕动泵10安装在二号出样品管27上，二号排冲洗液管33的一端和二号冷凝瓶8的下部连接，五号电磁阀18安装在二号排冲洗液管33上。

本实施例中的冷凝器冲洗管28的一端和分析仪冲洗管31的一端均位于冲洗水储藏器14内，分析仪冲洗管31的另一端和分析仪11连接，分析仪冲洗水泵13安装在分析仪冲洗管31上，三号电磁阀16安装在冷凝器冲洗管28的另一端，冷凝器冲洗水泵15安装在冷凝器冲洗管28上，一号冲洗支管29的另一端和二号冲洗支管30的另一端均连接在三号电磁阀16上，分析仪11和流量计21均和单片机22连接。

通常情况下，本实施例吸收液供应管36的另一端靠近取样管1的一端；流量计21为电子流量计；取样孔位于取样管1的前部；取样孔的朝向和烟道内的烟气流动方向相反；取样管1和烟道内的烟气流动方向垂直；取样管1的一端靠近烟道的外壁。

本实施例中进行同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的方法的步骤如下。

步骤一：装置通电自检，然后启动冷凝器4。自检项目可以包括电气短路、各阀门开启闭合是否正常、各泵出力是否符合要求、对流量计和分析仪进行标定，最后检查系统气密性。

步骤二：在吸收液储藏器3中盛有能够快速将样气中的氨转化为离子态氨并提供稳定储存环境的吸收液，吸收液为摩尔浓度0.05mol/L的稀硫酸，待冷凝器4的温度达到4±2℃后，即达到2-6℃后，启动吸收液供应泵2，先用吸收液冲洗管路，并对吸收液进行氨含量测定，以此作为氨含量的测试零点；开启一号冷凝瓶7、一号电磁阀5和六号电磁阀19，关闭二号冷凝瓶8、二号电磁阀6、三号电磁阀16、四号电磁阀17、五号电磁阀18和七号电磁阀20，启动流量计21，烟道内的样气经取样管1流到导气管23，含尘的样气与吸收液在导气管23中充分接触，并进入冷凝器4的一号冷凝瓶7中，在一号冷凝瓶7中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶7的底部，气体从一号冷凝瓶7的顶部沿一号抽气管34排出，并由流量计21记录气体体积。

步骤三：当一号冷凝瓶7到达设定的运行时间后，关闭一号冷凝瓶7、一号电磁阀5和六号电磁阀19，流量计21将记录的气体体积反馈到单片机22，启动二号冷凝瓶8、二号电磁阀6和七号电磁阀20，含尘的样气与吸收液在导气管23中充分接触后进入冷凝器4的二号冷凝瓶8中，在二号冷凝瓶8中充分冷凝，液体经过过滤后富集在二号冷凝瓶8的底部，气体从二号冷凝瓶8的顶部沿二号抽气管35排出，并由流量计21记录气体体积；与此同时，富集在一号冷凝瓶7底部的液体通过一号蠕动泵9排到分析仪11中，待一号冷凝瓶7底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵15、三号电磁阀16和四号电磁阀17，对一号冷凝瓶7的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经四号电磁阀17和一号排冲洗液管32排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵15、三号电磁阀16和四号电磁阀17。

步骤四：一号蠕动泵9将一号冷凝瓶7中的液体排入分析仪11后，通过分析仪11分析液体中的氨含量，并将分析结果反馈到单片机22，分析完毕后，启动分析仪冲洗水泵13，对分析仪11进行冲洗，分析仪11中的废液通过废液管12排出，冲洗完毕后，关闭分析仪冲洗水泵13；当二号冷凝瓶8到达设定的运行时间后，关闭二号冷凝瓶8、二号电磁阀6和七号电磁阀20，流量计21将记录的气体体积反馈到单片机22，富集在二号冷凝瓶8底部的液体通过二号蠕动泵10排到分析仪11中，待二号冷凝瓶8底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵15、三号电磁阀16和五号电磁阀18，对二号冷凝瓶8的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经五号电磁阀18和二号排冲洗液管33排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵15、三号电磁阀16和五号电磁阀18；与此同时，启动一号冷凝瓶7、一号电磁阀5和六号电磁阀19，含尘的样气与吸收液在导气管23中充分接触后进入冷凝器4的一号冷凝瓶7中，在一号冷凝瓶7中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶7的底部，气体从一号冷凝瓶7的顶部沿一号抽气管34排出，并由流量计21记录气体体积，实现一号冷凝瓶7和二号冷凝瓶8依次交替采样。

步骤五：计算烟气中氨逃逸的浓度C，

C：采样烟气中氨逃逸浓度，mg/m³；

M：采样烟气中氨含量，由分析仪11分析得到，mg；

Q：采样烟气体积，由流量计21测量得到，m³。

本实施例中同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置可以分为采样单元、冷凝吸收单元、化学分析单元、自动控制单元等，其中，采样单元包括：取样管1、流量计21；冷凝吸收单元包括：吸收液供应泵2、吸收液储藏器3、冷凝器4、一号冷凝管7、二号冷凝管8、一号蠕动泵9、二号蠕动泵10、冷凝器冲洗水泵15；化学分析单元包括：分析仪11、废液管12、分析仪冲洗水泵13、冲洗水储藏器14；自动控制单元包括：单片机22、一号电磁阀5、二号电磁阀6、三号电磁阀16、四号电磁阀17、五号电磁阀18、六号电磁阀19、七号电磁阀20及管线等。

在开始采样之前系统进行自检，主要检项目有：电气系统、各阀门开启闭合是否正常、各泵出力是否符合要求、对流量计和化学分析仪进行标定等，最后检查系统气密性，并开启冷凝器4，将取样管1插入烟道中。待系统进入工作状态后，首先用吸收液冲洗管路，并对吸收液进行氨含量测定，以此作为氨含量的测试零点。一号抽气管34和二号抽气管35均和抽气泵连接，上述准备工作完毕后，启动抽气泵、吸收液供应泵2，开启一号冷凝瓶7、一号电磁阀5和六号电磁阀19，关闭二号冷凝瓶8、二号电磁阀6、七号电磁阀20及二号蠕动泵10。

系统运行后，各取样点样气在取样管1内混合，并在取样管1与导气管23的连接位置，吸收液供应泵2将吸收液储藏器3中的稀硫酸沿样气流动方向的切向注入样气中，吸收液与样气充分接触后沿导气管23进入冷凝器4，样气与样品（吸收液吸收氨后）经开通的一号电磁阀5进入一号冷凝瓶7，冷凝后的样品富集在一号冷凝瓶7的底部，由一号蠕动泵9排向分析仪11。

经吸收液吸收氨气后并充分冷凝的干烟气，通过六号电磁阀19进入流量计21后排向大气。一号冷凝瓶7达到规定运行时间后，系统自动关闭一号电磁阀5和六号电磁阀19，开通二号电磁阀6、七号电磁阀20、三号电磁阀16和四号电磁阀17，及冷凝器冲洗水泵15，开通二号冷凝瓶8气路后对一号冷凝瓶7底部的陶瓷滤芯进行反向冲洗，使其上部沉积的烟尘随冲洗液经一号冷凝瓶7侧壁孔和一号排冲洗液管32排出。

在一号冷凝瓶7和二号冷凝瓶8的切换过程中，流量计21会将样气流量Q传给单片机22，分析仪11将氨含量M传给单片机22，通过公式计算氨逃逸浓度C，并在液晶显示屏上读出氨逃逸数据。

在二号冷凝瓶8中的样品排向分析仪11前，启动分析仪冲洗水泵13对分析仪11进行冲洗，废液经由废液管12排出。

当二号冷凝瓶8达到规定工作时间后，系统会自动切换到一号冷凝瓶7，两个冷凝瓶依次交替工作，实现烟气中氨含量的自动测量。

本发明中单位时间内抽取样气中氨含量小于单位时间内给入吸收液所能溶解氨的最大溶解度。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：包括吸收液供应泵、吸收液储藏器、冷凝器、一号蠕动泵、二号蠕动泵、分析仪、废液管、分析仪冲洗水泵、冲洗水储藏器、冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀、六号电磁阀、七号电磁阀、流量计、单片机、导气管、一号出样品管、二号出样品管、冷凝器冲洗管、分析仪冲洗管、一号抽气管、二号抽气管、吸收液供应管和用于从烟道内取样气且将样气从烟道内引导到烟道外的取样管，所述冷凝器包括一号电磁阀、二号电磁阀、一号冷凝瓶、二号冷凝瓶、四号电磁阀、五号电磁阀、一号导气支管、二号导气支管、一号冲洗支管、二号冲洗支管、一号排冲洗液管和二号排冲洗液管，所述取样管插入在烟道中，该取样管的一端露在烟道外；所述导气管的一端和取样管的一端连接，所述吸收液供应管的一端位于吸收液储藏器内，该吸收液供应管的另一端和导气管连接，所述吸收液供应泵安装在吸收液供应管上，所述一号导气支管的一端和二号导气支管的一端均和导气管的另一端连接，所述一号导气支管的另一端和一号冷凝瓶连接，所述一号电磁阀安装在一号导气支管上，所述一号抽气管的一端和一号冷凝瓶的顶部连接，该一号抽气管和流量计连接，所述六号电磁阀安装在一号抽气管上，所述一号出样品管的一端和一号冲洗支管的一端均连接在一号冷凝瓶的底部，所述一号出样品管的另一端和分析仪连接，所述一号蠕动泵安装在一号出样品管上，所述废液管和分析仪连接，所述一号排冲洗液管的一端和一号冷凝瓶的下部连接，所述四号电磁阀安装在一号排冲洗液管上；所述二号导气支管的另一端和二号冷凝瓶连接，所述二号电磁阀安装在二号导气支管上，所述二号抽气管的一端和二号冷凝瓶的顶部连接，该二号抽气管和流量计连接，所述七号电磁阀安装在二号抽气管上，所述二号出样品管的一端和二号冲洗支管的一端均连接在二号冷凝瓶的底部，所述二号出样品管的另一端和分析仪连接，所述二号蠕动泵安装在二号出样品管上，所述二号排冲洗液管的一端和二号冷凝瓶的下部连接，所述五号电磁阀安装在二号排冲洗液管上；所述冷凝器冲洗管的一端和分析仪冲洗管的一端均位于冲洗水储藏器内，所述分析仪冲洗管的另一端和分析仪连接，所述分析仪冲洗水泵安装在分析仪冲洗管上，所述三号电磁阀安装在冷凝器冲洗管的另一端，所述冷凝器冲洗水泵安装在冷凝器冲洗管上，所述一号冲洗支管的另一端和二号冲洗支管的另一端均连接在三号电磁阀上，所述分析仪和流量计均和单片机连接。

2.根据权利要求1所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述吸收液供应管的另一端靠近取样管的一端。

3.根据权利要求1所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述流量计为电子流量计。

4.根据权利要求1所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述取样孔位于取样管的前部，采样嘴附近布置有靠背管，以实现等速采样。

5.根据权利要求1所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述取样管和烟道内的烟气流动方向垂直。

6.根据权利要求4所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述取样孔的朝向和烟道内的烟气流动方向相反。

7.根据权利要求1所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的装置，其特征在于：所述取样管的一端靠近烟道的外壁。

8.一种使用如权利要求1-7任一权利要求所述的装置进行同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：

步骤一：装置通电自检，然后启动冷凝器；

步骤二：在吸收液储藏器中盛有能够快速将样气中的氨转化为离子态氨并提供稳定储存环境的吸收液，所述吸收液为摩尔浓度0.05mol/L的稀硫酸，待冷凝器的温度达到4±2℃后，启动吸收液供应泵，先用吸收液冲洗管路，并对吸收液进行氨含量测定，以此作为氨含量的测试零点；开启一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，关闭二号冷凝瓶、二号电磁阀、三号电磁阀、四号电磁阀、五号电磁阀和七号电磁阀，启动流量计，烟道内的样气经取样管流到导气管，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触，并进入冷凝器的一号冷凝瓶中，在一号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶的底部，气体从一号冷凝瓶的顶部沿一号抽气管排出，并由流量计记录气体体积；

步骤三：当一号冷凝瓶到达设定的运行时间后，关闭一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，流量计将记录的气体体积反馈到单片机，启动二号冷凝瓶、二号电磁阀和七号电磁阀，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触后进入冷凝器的二号冷凝瓶中，在二号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在二号冷凝瓶的底部，气体从二号冷凝瓶的顶部沿二号抽气管排出，并由流量计记录气体体积；与此同时，富集在一号冷凝瓶底部的液体通过一号蠕动泵排到分析仪中，待一号冷凝瓶底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和四号电磁阀，对一号冷凝瓶的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经四号电磁阀和一号排冲洗液管排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和四号电磁阀；

步骤四：一号蠕动泵将一号冷凝瓶中的液体排入分析仪后，通过分析仪分析液体中的氨含量，并将分析结果反馈到单片机，分析完毕后，启动分析仪冲洗水泵，对分析仪进行冲洗，分析仪中的废液通过废液管排出，冲洗完毕后，关闭分析仪冲洗水泵；当二号冷凝瓶到达设定的运行时间后，关闭二号冷凝瓶、二号电磁阀和七号电磁阀，流量计将记录的气体体积反馈到单片机，富集在二号冷凝瓶底部的液体通过二号蠕动泵排到分析仪中，待二号冷凝瓶底部的液体全部排出后，开启冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和五号电磁阀，对二号冷凝瓶的过滤装置上的灰尘进行反冲洗，冲洗过程中含尘废液经五号电磁阀和二号排冲洗液管排出，冲洗完毕后，关闭冷凝器冲洗水泵、三号电磁阀和五号电磁阀；与此同时，启动一号冷凝瓶、一号电磁阀和六号电磁阀，含尘的样气与吸收液在导气管中充分接触后进入冷凝器的一号冷凝瓶中，在一号冷凝瓶中充分冷凝，液体经过过滤后富集在一号冷凝瓶的底部，气体从一号冷凝瓶的顶部沿一号抽气管排出，并由流量计记录气体体积，实现一号冷凝瓶和二号冷凝瓶依次交替采样；

步骤五：计算烟气中氨逃逸的浓度C，

C：采样烟气中氨逃逸浓度，mg/m³；

M：采样烟气中氨含量，由分析仪分析得到，mg；

Q：采样烟气体积，由流量计测量得到，m³。

9.根据权利要求8所述的同时测试烟气和烟尘中氨逃逸含量的方法，其特征在于：步骤一中的自检项目包括电气短路、各阀门开启闭合是否正常、各泵出力是否符合要求、对流量计和分析仪进行标定，最后检查系统气密性。