6赛默飞世尔科技-脱销系统NOx及氨逃逸解决方案
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• LNB低氮燃烧器技术。NOx脱出率低于30%， 已经被大部分新建机组使用。 • SCR选择性催化还原技术。 NOx脱出率可达 80-97%，是目前主流技术。 • SNCR选择性非催化还原技术。 NOx脱出率 在30%到50%之间。 • LNB+SCR技术适用于所有煤种 • LNB+SNCR适用于烟煤和褐煤。
PRO2000W
12
脱硝系统中CEMS的应用－烟道外稀释采样探头
• 使用INCONEL600材质的稀释探头最高可承受摄氏540度高温。 并且可以有效阻止NH3的接触反应 • 安装时探针向下倾斜5度 • 过滤器温度控制在135°C - 146.1°C
• 滤芯是由Teflon 包裹的玻璃纤维惰性材质，孔径为0.1 micron
External Pump
18
Dilution Probe; sample line maximum 5 meters
Signals 4-20 mA:
NOx/NH3 analyser model 17i Dilution Probe Converter Unit Control Panel of Dilution Probe - NO - NO2 - NH3
• 在Leabharlann Baidu滤器出口经过音响小孔后与干燥的稀释空气混合（50：1 到100：1）
13
42i NO/NOx/NO2 Analyzer
42i型化学发光法氮氧化物分析仪 Chemiluminescent NO-NO2-NOX Analyzer
EPA方法号： RFNA-1289-074 通过国家形式批准计量认证产品 通过中环协CCAEPI认证产品 分析仪量程： • 最小0-50ppb,0-50μg/m3 • 最大0-100ppm,0-250mg/m3 分析仪精度: 示数值的±1% 分析仪响应时间: 40 秒达到量程的95% 线性: ± 1%
8
对高温样品进行稀释，可以防止氨盐的形成
[ppm] NH3 ↑ 1,000,000 Precipitation of NH4NO3 (s): equilibrium concentrations at different temperatures
NH3 & NOx gas phase
100,000 100 °C 150 °C 200 °C
2
对燃煤火电厂NOx排放控制进入新时代
• NOx的排放标准在已经写入越来越多的污染源排放标准中，并且排放浓 度等指标不断下调。在环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合下 发的《GB13223-200X 火电厂大气污染物排放标准（征求意见稿）》中， 自2010年1月1日起，燃煤火力发电锅炉的NOx排放浓度已经下调到 200mg/m3。要达到此标准，仅仅依靠低氮燃烧器已无法达到要求。 • 为了更好的控制NOx的排放，需要在燃烧器尾部安装脱硝装置，其中应 用较为广泛的就是选择性催化还原脱硝装置，简称SCR脱硝系统：SCR - Selective Catalytic Reduction。SCR脱 硝系统具有如下优点：
4
NH3 逃逸监测
• 剩余NH3逃逸在烟气当中，污染 系统中各个设施。
• 剩余NH3逃逸使整个系统的运行
成本大大增加 • 对于NH3逃逸的监测相对困难 • 传统对穿式NH3逃逸监测无法满 足在线校准要求
5
NH3 逃逸监测 – BENELUX 经验
• 稀释法测量氨逃逸在比利时、荷兰、卢森 堡三国拥有超过15年的应用经验 • 更多的安装于氨逃逸量较低的SCR系统和 商业氮排放交易系统上，用于交易数据的 依据使用 • 使用烟道外稀释技术，进行氨逃逸和 NO/NOx的同时监测 • 最低检出限低于0.5ppm，精确度小于 1ppm • 加温探头可以避免出现氨盐洁净（氯化物 、硝酸盐、硫酸盐、硫酸氢氨盐等）的产 生
9
Dilution CEMS –典型的湿基测量
EPM.300 Series烟道内稀释探头和PRO2001WHP烟道外稀释探头
干燥的仪用/稀释空气进入系统
湿基稀释处理：
• 潮湿的样品被干燥的稀释气冲淡，但并未去 除样品中的水份。
10
稀释采样技术
11
稀释探头-烟道外稀释探头
烟道外稀释探头，法兰安装， 最高耐温538º C。适用于高粉 尘、高温环境。
10,000
1,000
100
10
Diluted Sample (100:1) will form NH4NO3 at < ± 40 °C
NH4NO3 salt
10 ppm NH3 & 100 ppm NOx will form NH4NO3 at ± 90 °C
1.0
0.1 0.1 1.0 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 → [ppm] NOx
15
17i NH3 Analyzer
17i型化学发光法NH3-NO-NOx分析仪 Chemiluminescent gas Analyzer 分析仪量程：
• 最小0-0.05ppm,0-0.2mg/m3 • 最大0-20ppm,0-30mg/m3
分析仪精度: 示数值的±1% 分析仪响应时间: 120 秒达到量程的 95% 线性: ± 1%
Electronics NH3 Scrubber NO Capillary Moly NOx Capillary S.S. Nt Capillary NH3 Scrubber NH3 Scrubber Flow Sensor Pressure Transducer PMT
Reaction Chamber
Method with dilution probe and NH3 converter unit close to sample point
20
卓越的行业领导者
服务科学，世界领先
21
7
取样探头和过滤器材质的选择
Conversion NH 3 -> NO [%] 25 Titanium 20
• 在高温下，NH3会 和不同材料产生接 触反应转换成NO
15
10
SS 1.4571
5 Inconel 600 0 300 320 340 360 380 400 420 Temperature [° C]
Signals 4-20 mA: - NO - NO2 - NH3
NOx/NH3 analyser model 17i
Dilution Probe
Converter Unit
Control Panel of Dilution Probe
Calibration gas: - NH3
Calibration gases: - NO - NO2
Capillary NH3 Scrubber
Nt channel
NH3 Cal Gas Cal Gas to probe NO & NO2 Cal Gas
17
Ammonia Analyser, model 17i Analyser unit
Flow Sensor Ozonator
O3 Capillary
燃煤火电厂脱硝工艺系统烟气中 NOx及NH3逃逸监测解决方案
赛默飞世尔科技（中国）有限公司 环境仪器事业部-空气质量仪器部 业务拓展经理 闫萌 2010年12月 太原
对燃煤火电厂NOx排放控制进入新时代
• 随着国家对环境保护的日益重视，国家对于NOx的控制必将接过SO2的接力 棒，继续向前推进。 • 截止2008年底，全国已投运的烟气脱硝机组为1962千瓦。随然09年和10年 这个数据有了较大幅度增长，但仍有很大空间急需填补。 • 主流脱硝技术技术的选择决定NOx的排放 情况。
Method with dilution probe and NH3 converter unit and analyser close to sample point
Calibration gases: - NO - NO2 - NH3
19
Dilution Probe; sample lines up to 50 meter
16
Ammonia Analyser, model 17i Converter unit
Diluted Sample Out
NO channel Capillary NH3 Scrubber NOx channel Capillary NH3 Scrubber
Diluted Sample In
S.S.
6
氨气采样指导方针
技术关键点
• 氨气在高温环境下会和金属材料 产生接触反应
解决方案
• 需要选择正确的探头材质
• 氨会出现吸附 (sticks)
• 在样品传输和测量中选择适当的采样速度 温度可以避免吸附的产生
• 会形成氨盐
• 采样中出现氨损耗
• 样品被稀释后，产生氨盐可能性大大降低 • 干空气冲淡样品，防止水吸收氨
14
42i NO/NOx/NO2 Analyzer
化学发光法原理： • 样气经过滤，通过毛细管及模式阀门分 别进入NO2转换室和反应室，在此室 NO与O3产生特征荧光，荧光强度和 NO浓度成正比，从光电倍增管得到荧 光强度信号，从而得出NOx浓度 • 当样品中的NO与O3混合时，生成激发 态的NO2与O2。激发态NO2在返回基态 时发出红外光。 NO＋O3→NO2*＋O2 NO2*→NO2＋hv • 该反应的发射光谱在600－3200nm范 围内。峰值波长为1200nm。 3NO2 ＋M → 325ºC→ 3NO＋MoO3 • 反应发射光谱在400—1400nm范围内， 峰值波长为600nm。
• SCR系统整体运行在较低温度下 • SCR系统拥有较好的NOx排放控制能力， 可以达到80-97% • SCR系统的NH3逃逸率更低，一般逃逸率 低于10ppm
3
选择性催化还原脱硝系统 - SCR system
Outlet: N2 + H2O + NOx + NH3 slip
Inlet: NOx + NH3 injection
PRO2000W
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脱硝系统中CEMS的应用－烟道外稀释采样探头
• 使用INCONEL600材质的稀释探头最高可承受摄氏540度高温。 并且可以有效阻止NH3的接触反应 • 安装时探针向下倾斜5度 • 过滤器温度控制在135°C - 146.1°C
• 滤芯是由Teflon 包裹的玻璃纤维惰性材质，孔径为0.1 micron
External Pump
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Dilution Probe; sample line maximum 5 meters
Signals 4-20 mA:
NOx/NH3 analyser model 17i Dilution Probe Converter Unit Control Panel of Dilution Probe - NO - NO2 - NH3
• 在Leabharlann Baidu滤器出口经过音响小孔后与干燥的稀释空气混合（50：1 到100：1）
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42i NO/NOx/NO2 Analyzer
42i型化学发光法氮氧化物分析仪 Chemiluminescent NO-NO2-NOX Analyzer
EPA方法号： RFNA-1289-074 通过国家形式批准计量认证产品 通过中环协CCAEPI认证产品 分析仪量程： • 最小0-50ppb,0-50μg/m3 • 最大0-100ppm,0-250mg/m3 分析仪精度: 示数值的±1% 分析仪响应时间: 40 秒达到量程的95% 线性: ± 1%
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对高温样品进行稀释，可以防止氨盐的形成
[ppm] NH3 ↑ 1,000,000 Precipitation of NH4NO3 (s): equilibrium concentrations at different temperatures
NH3 & NOx gas phase
100,000 100 °C 150 °C 200 °C
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对燃煤火电厂NOx排放控制进入新时代
• NOx的排放标准在已经写入越来越多的污染源排放标准中，并且排放浓 度等指标不断下调。在环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合下 发的《GB13223-200X 火电厂大气污染物排放标准（征求意见稿）》中， 自2010年1月1日起，燃煤火力发电锅炉的NOx排放浓度已经下调到 200mg/m3。要达到此标准，仅仅依靠低氮燃烧器已无法达到要求。 • 为了更好的控制NOx的排放，需要在燃烧器尾部安装脱硝装置，其中应 用较为广泛的就是选择性催化还原脱硝装置，简称SCR脱硝系统：SCR - Selective Catalytic Reduction。SCR脱 硝系统具有如下优点：
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NH3 逃逸监测
• 剩余NH3逃逸在烟气当中，污染 系统中各个设施。
• 剩余NH3逃逸使整个系统的运行
成本大大增加 • 对于NH3逃逸的监测相对困难 • 传统对穿式NH3逃逸监测无法满 足在线校准要求
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NH3 逃逸监测 – BENELUX 经验
• 稀释法测量氨逃逸在比利时、荷兰、卢森 堡三国拥有超过15年的应用经验 • 更多的安装于氨逃逸量较低的SCR系统和 商业氮排放交易系统上，用于交易数据的 依据使用 • 使用烟道外稀释技术，进行氨逃逸和 NO/NOx的同时监测 • 最低检出限低于0.5ppm，精确度小于 1ppm • 加温探头可以避免出现氨盐洁净（氯化物 、硝酸盐、硫酸盐、硫酸氢氨盐等）的产 生
9
Dilution CEMS –典型的湿基测量
EPM.300 Series烟道内稀释探头和PRO2001WHP烟道外稀释探头
干燥的仪用/稀释空气进入系统
湿基稀释处理：
• 潮湿的样品被干燥的稀释气冲淡，但并未去 除样品中的水份。
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稀释采样技术
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稀释探头-烟道外稀释探头
烟道外稀释探头，法兰安装， 最高耐温538º C。适用于高粉 尘、高温环境。
10,000
1,000
100
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Diluted Sample (100:1) will form NH4NO3 at < ± 40 °C
NH4NO3 salt
10 ppm NH3 & 100 ppm NOx will form NH4NO3 at ± 90 °C
1.0
0.1 0.1 1.0 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 → [ppm] NOx
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17i NH3 Analyzer
17i型化学发光法NH3-NO-NOx分析仪 Chemiluminescent gas Analyzer 分析仪量程：
• 最小0-0.05ppm,0-0.2mg/m3 • 最大0-20ppm,0-30mg/m3
分析仪精度: 示数值的±1% 分析仪响应时间: 120 秒达到量程的 95% 线性: ± 1%
Electronics NH3 Scrubber NO Capillary Moly NOx Capillary S.S. Nt Capillary NH3 Scrubber NH3 Scrubber Flow Sensor Pressure Transducer PMT
Reaction Chamber
Method with dilution probe and NH3 converter unit close to sample point
20
卓越的行业领导者
服务科学，世界领先
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取样探头和过滤器材质的选择
Conversion NH 3 -> NO [%] 25 Titanium 20
• 在高温下，NH3会 和不同材料产生接 触反应转换成NO
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SS 1.4571
5 Inconel 600 0 300 320 340 360 380 400 420 Temperature [° C]
Signals 4-20 mA: - NO - NO2 - NH3
NOx/NH3 analyser model 17i
Dilution Probe
Converter Unit
Control Panel of Dilution Probe
Calibration gas: - NH3
Calibration gases: - NO - NO2
Capillary NH3 Scrubber
Nt channel
NH3 Cal Gas Cal Gas to probe NO & NO2 Cal Gas
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Ammonia Analyser, model 17i Analyser unit
Flow Sensor Ozonator
O3 Capillary
燃煤火电厂脱硝工艺系统烟气中 NOx及NH3逃逸监测解决方案
赛默飞世尔科技（中国）有限公司 环境仪器事业部-空气质量仪器部 业务拓展经理 闫萌 2010年12月 太原
对燃煤火电厂NOx排放控制进入新时代
• 随着国家对环境保护的日益重视，国家对于NOx的控制必将接过SO2的接力 棒，继续向前推进。 • 截止2008年底，全国已投运的烟气脱硝机组为1962千瓦。随然09年和10年 这个数据有了较大幅度增长，但仍有很大空间急需填补。 • 主流脱硝技术技术的选择决定NOx的排放 情况。
Method with dilution probe and NH3 converter unit and analyser close to sample point
Calibration gases: - NO - NO2 - NH3
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Dilution Probe; sample lines up to 50 meter
16
Ammonia Analyser, model 17i Converter unit
Diluted Sample Out
NO channel Capillary NH3 Scrubber NOx channel Capillary NH3 Scrubber
Diluted Sample In
S.S.
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氨气采样指导方针
技术关键点
• 氨气在高温环境下会和金属材料 产生接触反应
解决方案
• 需要选择正确的探头材质
• 氨会出现吸附 (sticks)
• 在样品传输和测量中选择适当的采样速度 温度可以避免吸附的产生
• 会形成氨盐
• 采样中出现氨损耗
• 样品被稀释后，产生氨盐可能性大大降低 • 干空气冲淡样品，防止水吸收氨
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42i NO/NOx/NO2 Analyzer
化学发光法原理： • 样气经过滤，通过毛细管及模式阀门分 别进入NO2转换室和反应室，在此室 NO与O3产生特征荧光，荧光强度和 NO浓度成正比，从光电倍增管得到荧 光强度信号，从而得出NOx浓度 • 当样品中的NO与O3混合时，生成激发 态的NO2与O2。激发态NO2在返回基态 时发出红外光。 NO＋O3→NO2*＋O2 NO2*→NO2＋hv • 该反应的发射光谱在600－3200nm范 围内。峰值波长为1200nm。 3NO2 ＋M → 325ºC→ 3NO＋MoO3 • 反应发射光谱在400—1400nm范围内， 峰值波长为600nm。
• SCR系统整体运行在较低温度下 • SCR系统拥有较好的NOx排放控制能力， 可以达到80-97% • SCR系统的NH3逃逸率更低，一般逃逸率 低于10ppm
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选择性催化还原脱硝系统 - SCR system
Outlet: N2 + H2O + NOx + NH3 slip
Inlet: NOx + NH3 injection