基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光潛( TDLAS)技術(shù)氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

本公司的脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心測(cè)量模塊采用的是TDLAS技術(shù)測(cè)量氨氣。

TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）是可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)的簡(jiǎn)稱，由于激光二極管采用半導(dǎo)體材料制成，通常又稱為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光潛技術(shù)。

1.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS） 

該技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長(zhǎng)隨注入電流改變的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)分子的單個(gè)或幾個(gè)距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測(cè)量。

PUE-9000型脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要部件：可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，目前常用于TDLAS技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包括：法珀（Fabry-Perot）激光器、分布反饋式(Distributed Feedback)半導(dǎo)體激光器、分布布喇格反射（Distributed Bragg reflector）激光器、垂直腔表面發(fā)射（Vertical-cavity surface-emitting）激光器和外腔調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。 

2.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜原理 

TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條獨(dú)立的氣體吸收線。為了實(shí)現(xiàn)的選擇性，分析一般在低壓下進(jìn)行，這時(shí)吸收線不會(huì)因?yàn)閴毫Χ訉?。這種測(cè)量方法是Hinkley和Reid提出的，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)。 

3.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜的主要特點(diǎn)包括

(1) 高選擇性，高分辨率的光譜技術(shù)，由于分子光譜的“指紋"特征，它不受其它氣體的干擾。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。

(2) 它是一種對(duì)所有在紅外有吸收的活躍分子都***通用技術(shù)，同樣的儀器可以方便的改成測(cè)量其它組分的儀器，只需要改變激光器和標(biāo)準(zhǔn)氣。由于這個(gè)特點(diǎn)，很容易就能將其改成同時(shí)測(cè)量多組分的儀器。

(3) 它具有速度快，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。在不失靈敏度的情況下，其時(shí)間分辨率可以在ms量級(jí)。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有：分子光譜研究、工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)控制、燃燒過(guò)程診斷分析、發(fā)動(dòng)機(jī)效率和機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量、爆炸檢測(cè)、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測(cè)等。

在大規(guī)模燃燒礦物燃料的領(lǐng)域，例如燃煤技電力、鋼鐵、水泥、建材、食品等，都安裝了前燃(pre—combustion)或后燃(post combustion)NOx控制技術(shù)的脫硝裝置，后燃NOx控制技術(shù)可以是選擇性催化還原法(SCR)也可以是選擇性非催化還原法(SNCR)，但是無(wú)論應(yīng)用哪種方法，基本原理都是一樣的，即都是通過(guò)往反應(yīng)器內(nèi)注入氫與氮氧化物技生反應(yīng)，產(chǎn)生水和N2。注入的氨可以直接以NH的形式，也可以先通過(guò)尿素分解釋放得到NH3，再注入的形式。無(wú)論何種形式，控制好氨的注入量和氨在反應(yīng)區(qū)的空間分布便可以盡可能的降低NOx排放。氨注入的過(guò)少，就會(huì)降低還原轉(zhuǎn)化效率，氨注入的過(guò)量，不但不能減少N0x排放，反而因?yàn)檫^(guò)量的氨導(dǎo)致NH3逃逸出反應(yīng)區(qū)，逃逸的NH3，會(huì)與工藝流程中產(chǎn)生的硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銨鹽，且主要都是重硫酸銨鹽。銨鹽會(huì)在鍋爐尾部煙道下游固體部件表面上沉淀，例如沉淀在空氣預(yù)熱器扇面上，會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕，并因此帶來(lái)額外的維護(hù)費(fèi)用。在反應(yīng)區(qū)注入的氨分布情況與NO和N02的分布不匹配時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氨逃逸現(xiàn)象，高氨量逃逸的情況伴隨著N0，轉(zhuǎn)化效率降低是一種非常糟糕的現(xiàn)象和很嚴(yán)重的問(wèn)題。