CN105445266B - 一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法。所述装置包括烟气取样恒温装置，烟气吸收酸化装置，烟气液化吸收装置，吸收液计量装置，精确分时加药装置，吸收液混合显色装置，吸收液比色装置。本发明的方法能够将烟气中的氨经过处理后，从气态转移到液态中，并对吸收液进行精确定量，加入精确计量的化学试剂，然后在吸收液比色装置中显色，然后测量显色液吸光度。根据吸收液吸光度来换算烟气中的氨。本发明可以把烟气中的氨转移到液态溶液中，不会发生氨气结晶、粘连等问题。本发明利用比色原理，对吸收液中的氨盐的浓度测量，就可以换算成烟气中逃逸氨的浓度，实现精确测量。

Description

一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法。具体涉及氨气的高温保持稳定输送，高温酸性吸收液对氨气吸收，吸收液精确计量并加入化学试剂进行显色，显色液在化学波长下对吸光度进行测量，通过测量液体内氨浓度，换算成烟气中的氨浓度。
背景技术
烟气脱硝技术是我国控制氮氧化物排放的主要方法之一。目前，国内外多采用工艺成熟的选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)进行烟气脱硝。
这两种方法，均需要向烟气中喷入还原剂氨，使烟气中的氮氧化物还原成氮。为了保证氮氧氧化物充分反应并避免氨过量造成新的污染，需要对逃逸氨进行实时监测分析，以达到还原剂氨注入量的最优化，提高脱硝效率。监测脱硝后氨的含量是实施控制氨逃逸的有效依据。
目前最常用的测试方法，是采用激光法测量，但由于烟气中的氨含量很低，加上水汽的干扰，氨气与二氧化硫反应，造成的吸附和粘结，会有比较大的误差。这是目前逃逸氨在线监测设备中很难克服的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种利用比色原理对烟气中逃逸氨进行测量的方法和装置，能够将烟气中的氨经过处理后，从气态转移到液态中，并对吸收液进行精确定量，加入精确计量的化学试剂，然后在吸收液比色装置中显色，然后测量显色液吸光度。根据吸收液吸光度来换算烟气中的氨。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种比色法测量烟气中氨含量的装置，所述装置包括顺序连接的烟气取样恒温装置，烟气吸收酸化装置，烟气液化吸收装置，吸收液计量装置，吸收液混合显色装置；所述吸收液混合显色装置的进口处还连接有精确分时加药装置，所述吸收液混合显色装置的出口处还连接有吸收液比色装置。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述烟气取样恒温装置用来输送从烟道中采集来的烟气样品，并将恒温装置中的烟气进气管的温度保持在165摄氏度以上。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述烟气吸收酸化装置连接烟气取样恒温装置，把吸收液与烟气样品混合，并将烟气中的气态氨进行吸收液化，所述烟气吸收酸化装置的温度保持在165摄氏度以上。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述烟气液化吸收装置内部装有定量的酸性吸收液，与烟气吸收酸化装置相连，当雾化的吸收液与烟气在烟气吸收酸化装置中混合吸收后，进入烟气液化吸收装置，氨气和液滴被定量的酸性吸收液吸收。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述酸性吸收液是一定浓度硫酸，盐酸，硝酸或除盐水。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述吸收液计量装置对吸收氨气的酸性吸收液进行精确的定量。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述精确分时加药装置在精确定量的酸性吸收液中，分时加入精确定量的化学试剂，与吸收液充分混合，使吸收液中的氨进行显色；所述精确分时加药装置为精密计量泵，精密柱塞泵，精密注射泵，精密蠕动泵，精密隔膜泵，或精密电磁泵。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述吸收液混合显色装置是吸收液与化学试剂的混合场所，吸收液中的氨在此显色。
进一步地，如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，所述吸收液比色装置由单色光源，比色池，和接收光电系统组成；所述单色光源的波长为405纳米、420纳米、697纳米或700纳米。
本发明还提供一种比色法测量烟气中氨含量的方法，使用如上所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，将烟气中的氨经过处理后，从气态转移到液态中，并对吸收液进行精确定量，加入精确计量的化学试剂，然后在吸收液混合显色装置中显色，然后测量显色液吸光度，根据所述吸光度来换算成烟气中的氨含量。
本发明使用的比色法的测量精度，远远高于激光法，是解决当前问题的有效手段。使用吸收液吸收氨气的方式，也解决了氨气本身不稳定、容易凝结吸附导致样品不具代表性的问题。同时，液体中的氨的测量也精确得多，解决了氨准确测量的问题。
附图说明
图1为本发明比色法测量烟气中氨含量的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
参考图1，本发明所述的一种利用比色原理对烟气中逃逸氨进行测量的方法和装置，包括烟气取样恒温装置1，烟气吸收酸化装置2，烟气液化吸收装置3，吸收液计量装置4，精确分时加药装置5，吸收液混合显色装置6，吸收液比色装置7。
样品烟气首先到达烟气取样恒温装置1，用来输送从烟道中采集来的烟气样品，为了保证烟气样品中的氨不会与烟气中的二氧化硫和水反应，发生凝结吸附现象，就必须提高烟气进气管的温度，保持在165摄氏度以上。
随后，高温的样品到达烟气吸收酸化装置2。烟气吸收酸化装置2也需要保持165摄氏度以上的高温状态，该部件的功能是把吸收液在高温下雾化，与烟气样品混合，并将烟气中的气态氨进行吸收。
样品烟气在烟气吸收酸化装置2内，与高温雾化的吸收液液滴混合，烟气中的氨会与吸收液中的酸反应生成可溶性的氨盐，并溶解在液滴中。
吸收了氨气的酸性吸收液，离开烟气吸收酸化装置2后冷却，进入烟气液化吸收装置3，汇集成液体，进入吸收池，吸收池中的吸收液会把烟气中的氨和液滴中的氨吸收，这样，烟气中的氨就会被转移到吸收液中去。
为了精确测量吸收池中酸性吸收液中的氨浓度，需要对吸收液进行精确的计量，从而获得一个准确容积的吸收液，这部分工作是在吸收液计量装置4完成的。
完成对吸收液的精确计量之后，需要在精确计量的吸收液中，分时加入化学的精确计量的几种显色试剂，使吸收液中的氨能够显色，精确分时加药装置5能够实现对试剂的准确计量工作。
吸收液加入试剂之后，会进入吸收液混合显色装置6，这部分是吸收液与化学试剂的混合场所，吸收液中的氨会在化学试剂的作用下，会形成氨的显色溶液。溶液显示颜色的深浅，与氨的浓度具有相关性。
测量显色液的理论基础是比尔朗伯定律，是利用对化学的单色光的吸收，对吸收液的吸光度进行测量，来衡量吸收液中氨的浓度。吸光度与吸收液中的氨浓度呈线性对应关系。吸收液比色装置7的化学的单色光源所发出的单色光，会穿过装有显色溶液的比色皿，一部分单色光被吸收，透过的光强与光程和氨的浓度呈对数关系。通过对比色部分的光度计接收信号的处理，就可以计算出溶液中氨的浓度。所述吸收液比色装置7，由单色光源，比色池(也可叫比色皿)，接收光电系统组成。所述单色光源，根据显色方法不同，在420纳米或700纳米附近选择光源。水杨酸法选择700纳米的单色光源或697纳米的单色光源，纳氏试剂法选择420纳米或405纳米的单色光源。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述装置包括顺序连接的烟气取样恒温装置，烟气吸收酸化装置，烟气液化吸收装置，吸收液计量装置，吸收液混合显色装置；所述吸收液混合显色装置的进口处还连接有精确分时加药装置，所述吸收液混合显色装置的出口处还连接有吸收液比色装置；
所述烟气吸收酸化装置连接烟气取样恒温装置，把吸收液雾化，与烟气样品混合，并将烟气中的气态氨进行吸收液化，所述烟气吸收酸化装置的温度保持在165摄氏度以上。
2.如权利要求1所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述烟气取样恒温装置用来输送从烟道中采集的烟气样品，将恒温装置中的烟气进气管的温度保持在165摄氏度以上。
3.如权利要求1所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述烟气液化吸收装置内部装有定量的酸性吸收液，与烟气吸收酸化装置相连，当雾化的吸收液与烟气在烟气吸收酸化装置中混合吸收后，进入烟气液化吸收装置，氨气和液滴被定量的酸性吸收液吸收。
4.如权利要求3所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述酸性吸收液是一定浓度的硫酸，盐酸，硝酸或除盐水。
5.如权利要求3或4所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述吸收液计量装置对吸收氨气的酸性吸收液进行精确的定量。
6.如权利要求5所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述精确分时加药装置在精确定量的酸性吸收液中分时加入精确定量的化学试剂，与吸收液充分混合，使吸收液中的氨进行显色；所述精确分时加药装置为精密计量泵，精密柱塞泵，精密注射泵，精密蠕动泵，精密隔膜泵，或精密电磁泵。
7.如权利要求5所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述吸收液混合显色装置是吸收液与化学试剂的混合场所，吸收液中的氨在此显色。
8.如权利要求7所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
所述吸收液比色装置由单色光源，比色池，和接收光电系统组成；所述单色光源的波长为405纳米、420纳米、697纳米或700纳米。
9.一种比色法测量烟气中氨含量的方法，使用如权利要求1-8任意一项所述的比色法测量烟气中氨含量的装置，其特征在于：
将烟气中的氨经过处理后，从气态转移到液态中，并对吸收液进行精确定量，加入精确计量的化学试剂，然后在吸收液混合显色装置中显色，然后测量显色液吸光度，根据所述吸光度来换算成烟气中的氨含量。
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