《水泥工业大气污染物排放标准》中对氨逃逸提出的监测方法参考《环境空气和废气 氨的测定-纳氏试剂分光光度法》(HJ533—2009)和次氯酸钠-水杨酸分光光度法(HJ534)。这两种方法都为手工监测,无法实现在线检测。
目前国家将氨强制纳入在线监测指标(CEMS的指标只有颗粒物、NOx、SO2、O2),氨逃逸在线监测系统的建设在不断完善中。环保监管部门在对水泥厂实施的是季度性例行监测,仍需采用纳氏试剂分光光度法对废气中的氨开展离线手工监测。
纳氏试剂分光光度法的原理是:通过烟气采样器将废气采集到吸收瓶中,运用稀硫酸溶液吸收废气中的氨,形成的铵离子与纳氏试剂反应生成黄棕色络合物,该络合物在420nm处有吸收峰,且吸光度与氨的含量成正比,从而可通过测定吸光度来计算废气中的氨含量。
在采用纳氏试剂分光光度法实际操作中,需要注意:NH3具有较强的吸附性和溶解性,采样过程中容易吸附在采样管的管壁上,或溶解于冷凝的水汽中,使采样气体中的氨含量下降,故需采用烟气预处理器恒温加热 ( > 120℃) ,并使连接的管线尽量短,避免弯头,减少氨在采样管中的损耗。
需要指明的是,电厂氨逃逸在线监测位置是在SCR的出口,此处温度高(约350℃)、粉尘含量大(约20g/Nm3)。如果水泥厂进行氨逃逸在线监测,监测位置肯定是在窑尾烟囱(如果是在预热器才出口,就把生料磨的吸附作用忽略掉了)。
在窑尾烟囱处,温度低(约100℃)、粉尘含量小(约30 mg/Nm3),因此不存在TDLAS技术在电厂应用存在的粉尘浓度太大导致激光穿透率不足、温度高部件变形激光发射与接收对不准的问题。
但是与此同时,有新的问题产生:(1)温度低、水分含量更高,NH3极易吸附到管壁上、溶于水中,在NH3本身浓度就很低的情况下,对NH3的准确测量难度很大(抽取式测量不太适用);(2)在窑尾烟囱检测之前,逃逸或排放的NH3可能已经与SO2、HCl等发生了反应,生成了亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、氯化铵等化学物质,检测的NH3只是未参与反应、剩余的NH3,而之前反应的生成物对环境的危害也非常之大,同样需要纳入监测范围中。
西安博纯生产的激光氨逃逸在线监测系统采用高温伴热抽取技术,对工业过程中的气体进行连续在线监测,系统由取样及传输单元、预处理及控制单元、分析单元三部分构成,主要应用于众多工业领域气体排放监测和过程控制,例如:燃煤发电厂、铝厂、钢铁厂、冶炼厂、垃圾发电电、水泥厂和化工厂、玻璃厂等。
分析仪采用了可调谐激光吸收光谱技术,可测量过程气体成分中的特定气体的浓度,包括NH3、H2S、HCL、HF等。该系统具有灵敏度高、响应速度快、不受背景气体干扰、非接触式光学测量等特点,为实时准确地反映氨逃逸的变化提供了可靠***。