淺談稀釋取樣法在水泥廠脫硝氨逃逸測量中的實踐應用

李林桃 呂伍桂

（1合肥水泥研究設計院 安徽合肥 230051 2華潤水泥（漳平）有限公司 福建龍巖 364400）

隨著我國水泥業的持續發展，氮氧化物引起的細粒子和臭氧層污染問題日益嚴重，不僅對環境造成了嚴重的危害，還對人類的身心健康帶來威脅，減少氮氧化物的排放成為需要迫切解決的問題，國務院于2012年頒發的《節能減排“十二五”規劃》將水泥業的脫硝氨控制列入氮氧化物減排的重點產業。

1 水泥廠脫硝氨逃逸測量存在的問題

當前我國擁有近5000家的水泥企業，水泥產量居世界首位。隨著近幾年國務院和相關單位對水泥廠脫硝提出了新的要求，國內多數水泥廠已經開始展開了脫硝工作，社會的一些研究機構和政府也在水泥廠脫硝技術的研發上采取了多項技術措施，如低碳燃燒技術、分級燃燒技術、煙氣脫硝技術。但是從目前國內的一些水泥廠針對脫硝氨逃逸現狀上看，仍然存在很多問題。

1.1 氨逃逸測量技術不成熟

雖然目前我國的水泥產脫硝技術和工藝逐漸國產化，但是在測量氨逃逸使用技術上還不是很成熟。

1.2 脫硝概率低，氨逃逸嚴重

受技術限制，當前國內水泥廠脫硝效率較低，氮氧化物的排放濃度遠遠沒有達到300mg/Nm3以下的標準，氨逃逸現象特別嚴重。此外，尿素和氨水等還原劑的噴入量、噴入點的控制量不合理，同樣造成了氨逃逸的結果。

1.3 脫硝成本高

脫硝成本偏高主要體現在自主脫硝技術的匱乏，國外引進的脫硝技術雖然對國內的一些水泥廠脫硝效果不佳，但是高引進價格給水泥廠脫硝成本帶來巨大的壓力。一般而言，脫硝成本一般不能超過3元/t熟料，因此，應該不斷改進水泥脫硝技術，才能進一步降低水泥脫硝的運行成本[1]。

2 稀釋取樣法在水泥廠脫硝氨逃逸測量中的應用

目前，為了控制氮氧化物的排放，國內的水泥廠脫硝技藝主要是采用了“SNCR”和“SCR”兩種工藝。但是這兩種脫硝氨技術投入實踐的實踐不長，經驗也不足，氨逃逸現象嚴重。因此，研究新的水泥廠脫硝氨逃逸測量應用成為當前最迫切的任務。

2.1 稀釋取樣法的含義及使用方法

稀釋取樣法是國內新型的水泥廠脫硝氨逃逸測量的技術，來源至自美國的熱電稀釋取樣法，主要通過煙氣分析儀測量煙道前后取樣出的煙氣成分，來實現對氨含量的測量。煙氣分析儀的探頭是獨特的音速小孔，音速小孔兩端的壓力差＞0.45倍時，氣流將固定，壓力和溫度的變化也不會影響氣流流量，稀釋取樣系統的稀釋比一般控制在1:100～至1:250之間，一般而言，1:100是實際工程的使用比。

煙氣分析法采用的是化學發光法，有行之有效的一套線性比例關系，是發光強度與NO的濃度形成的關系。即NO+O3→NO2*+O2，NO2+hv。當樣品中的NO和臭氧發生碰撞混合時，就會生成NO3和氧氣，發出的紅外光就會與NO形成濃度線性比例關系[2]。

2.2 稀釋取樣法在水泥廠脫硝氨逃逸中的優點

2.2.1 系統安裝簡便，上手快

稀釋取樣系統安裝簡便，技術工人上手較快。探頭是煙氣分析儀器的主要組成部分，探頭的安裝簡便就有效避免了在線分析儀的安裝問題。考慮到氨介質的活性較高，在探頭兩端的安裝時要盡量縮短距離，正常情況下小于等于5m就符合規定了，這樣就能保證檢測的精準度。

2.2.2 采樣流量低、速度快

與直接抽取采樣法相比，稀釋取樣法的采樣流量一般控制在20mL～50mL之間，采用1:100的比例壓縮空氣來稀釋樣氣。這樣就能在采樣流量低的前提條件下，保障了樣品氣的傳送速度。

2.2.3 分析儀過濾系統好、性能強

稀釋取樣分析系統一般要經過兩次的過濾步驟，一方面過濾掉了煙氣中的一些煙塵，在大量的壓縮空氣后稀釋氮氧化物的含量，大大稀釋了對分析系統有害的污染氣體，加強了其性能，減少了維修概率[3]。

2.3 稀釋取樣法在測量水泥廠脫硝氨逃逸過程存在的問題

稀釋取樣法在水泥廠的脫硝氨逃逸測量中有很多的優勢，但是由于使用的時間較短，技術還不健全，仍然存在一些缺點，如在稀釋取樣過程中煙氣中氨損害量大的問題。不過隨著技術的進步，這些問題就可以通過系統的修正得到解決。如我院CEMS煙氣監測設備在四川某水泥廠的實際應用中采用稀釋取樣法檢測該水泥廠脫硝系統入口NOx、出口NOx和脫硝NH3的逃逸值，取樣稀釋比是1:100，最低檢測限為1.0ppb，結構顯示稀釋取樣法在氨逃逸測量中系統運行正常，測量值也較穩定。

3 結語

總之，隨著國內水泥業的日益發展以及氨氧化物在水泥生產凸顯出的污染問題，水泥廠脫硝氨逃逸問題是不可忽視的問題。稀釋取樣法在處理氨逃逸測量問題上雖然有一點問題，但是仍然是目前國內市場最好的技術之一，值得提倡使用。

[1]寧獻武，劉樹民，劉志杰,等.SCR脫硝系統對鍋爐設備的影響及對策[J].電力環境保護，2012，25（7）：34-36.