傅國剛
摘要:超低排放下,一方面,需要準(zhǔn)確測定氨逃逸,以指導(dǎo)SC.R脫硝優(yōu)化運(yùn)行,降低空預(yù)器堵塞風(fēng)險;另一方面,需了解NH3作為非常規(guī)污染物的排放情況,完善燃煤電廠排放清單編制,以制定更全面的大氣污染防治措施。因此,急需建立合適的燃煤電廠煙氣中氨的測試方法。
關(guān)鍵詞:超低排放;燃煤電廠煙氣;氨測試方法
1國內(nèi)外氨測試標(biāo)準(zhǔn)及方法
煙氣或空氣中氨的手工測試基本是通過吸收液采樣,將氣體中的NH3轉(zhuǎn)化為NH+4,再分析溶液中 NH+4濃度,從而得到NH3含量。但煙氣與空氣采樣環(huán)境和采樣難易程度均有區(qū)別;另外,煙氣與空氣組分差異較大,選擇分析方法時,考慮的干擾組分也不同。氨通過吸收液采樣后,NH+4的分析方法主要有靛酚藍(lán)分光光度法(簡稱“靛酚藍(lán)法”)、次氯酸鈉一水楊酸分光光度法、納氏試劑分光光度法(簡稱“納氏試劑法”)、離子選擇電極法及離子色譜法。DL/T260-2012中的方法主要用丁SCR脫硝氨逃逸的測試;(GB/T18204.25-2000《公共場所空氣中氨測定方法》和HJ534-2009《環(huán)境空氣氨的測定次氯酸鈉一水楊酸分光光度法》主要用于環(huán)境空氣或惡臭中氨的測定;而HJ533-2009《環(huán)境空氣和廢氣氨的測定納氏試劑分光光度法》和(GB/T14669-1993《空氣質(zhì)量氨的測定離子選擇電極法》適用于環(huán)境空氣和廢氣中氨的測試;CTM-027(USEPA)和JISK0099:2004《煙道氣體中氨含量的測定方法》(日本)則主要用于固定污染源廢氣中氨的測試。
DL/T260-2012作為燃煤電廠SCR脫硝裝置性能驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),其氨逃逸的測試方法主要借鑒了GBIT18204.25-2000和JISK0099:2004中的氨采樣和分析方法,同時考慮了燃煤煙氣含塵量和含濕量高的特點(diǎn),在采樣過程叫中對煙氣進(jìn)行了過濾和加熱保溫。但該方法未說明其他煙氣條件下的適用性,比如超低排放下低溫高含濕量煙氣中NH3的測定;另外,未規(guī)定該方法的檢出限;僅考慮了煙氣中硫化物和煙塵的影響,未充分考慮其他煙氣組分的干擾,如SO2和NOx等。標(biāo)準(zhǔn)HJ533-2009和(GB/T14669-1993盡管適用范圍包括工業(yè)廢氣,但主要應(yīng)用還是環(huán)境空氣中氨的測定,其采樣環(huán)節(jié)的規(guī)定過于簡單,未考慮工業(yè)廢氣如燃煤煙氣煙塵含量和濕度較高的特點(diǎn),且廢氣未做相應(yīng)預(yù)處理直接抽取,將對測試結(jié)果造成較大誤差。同樣的,(GB/T18204.25-2000和HJ534-2009的適用范圍為空氣和惡臭,采樣過程也較簡單。若依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)測定燃煤煙氣中的氨,則首先需要完善其采樣方法,同時需考慮其他煙氣組分的干擾。較好的是,這些標(biāo)準(zhǔn)的測定下限均較低,最低達(dá)到O.Olmg/m3左右,能滿足低濃度氨的測定。
2燃煤電廠煙氣中氨測試方法研究情況
盡管燃煤電廠煙氣中氨測試的標(biāo)準(zhǔn)方法較為缺乏,但有不少這方面的研究和報道。針對脫硝氨逃逸,借鑒環(huán)境空氣氨測試標(biāo)準(zhǔn),對靛酚藍(lán)法、納氏試劑法和離子選擇電極法進(jìn)行了對比研究,結(jié)果表明,3種方法均能滿足氨逃逸現(xiàn)場測試要求,但離子選擇電極法精度更高,對吸收液中少量飛灰的抗干擾能力較強(qiáng),而靛酚藍(lán)法和納氏試劑法受飛灰影響較大,但離子選擇電極法對檢測時間要求較苛刻。靛酚藍(lán)法具有操作便捷、精度高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn),適合現(xiàn)場使用;離子選擇電極法幾乎不受吸收液中各種離子和溶解物質(zhì)的影響,測定下限可達(dá)到O.Olmg/m3;納氏試劑法需使用易揮發(fā)、對人體有害的碘化汞,還需配備廢液處理能力,同時測定過程中顯色條件苛刻,調(diào)節(jié)pH顯色后誤差較大;離子色譜法具有簡單快速和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn),但離子色譜儀昂貴,不便于現(xiàn)場使用,飛灰氨含量推算法則處于研究階段,無法保證收集飛灰樣品的代表性,局限性較大。對納氏試劑法監(jiān)測水泥廠SNCR脫硝氨逃逸進(jìn)行了研究,使用加熱采樣槍,但未對煙氣進(jìn)行過濾處理,結(jié)果表明監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受試劑配制、現(xiàn)場采樣規(guī)范、分析環(huán)境等多方面的影響。使用靛酚藍(lán)法測定某電廠SCR脫硝氨逃逸濃度,對采樣槍進(jìn)行加熱,并對煙塵進(jìn)行過濾,取得了較為理想的測試結(jié)果,研究表明吸收液中灰分摻人量越多,測試結(jié)果偏離實(shí)際值越大。飛灰中含有大量金屬離子,尤其是Fe3+可增加吸光度,使結(jié)果偏高。飛灰吸附自由態(tài)氨和化合態(tài)氨,使測試結(jié)果偏高。對DL/T260-2012中氨的測試方法進(jìn)行了研究,對采樣槍加熱溫度、采樣流量、采樣時間、吸收液濃度和用量、吸收瓶大小及顯色時間等進(jìn)行了改進(jìn)和驗(yàn)證,并對方法的精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行了分析。滕農(nóng)等對氨的多種測定方法進(jìn)行了對比研究,其認(rèn)為SCR脫硝氨逃逸宜采用靛酚藍(lán)法測定,但未充分考慮煙氣組分干擾。
3結(jié)論
對國內(nèi)外現(xiàn)有的氨測試標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了對比研究,總結(jié)分析了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。并對當(dāng)前我國燃煤電廠煙氣中氨測試研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)目前應(yīng)用的氨測試方法,對于超低排放燃煤電廠煙氣中氨的測試有較大的不足和局限。因此,結(jié)合國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、研究現(xiàn)狀及超低排放燃煤電廠煙氣特性,研究制定合適的氨測試方法。由于超低排放燃煤電廠濕法脫硫前后,煙氣成分、溫度及含濕量發(fā)生較大變化,考慮建立兩種不同的氨采樣方法,確保煙氣中氨被充分捕集;對比不同氨吸收液化學(xué)分析方法的優(yōu)缺點(diǎn),并考慮現(xiàn)場測試方便,吸收液的分析,宜選擇離子選擇電極法。
參考文獻(xiàn):
[1]劉建民,陳國慶,黃啟龍,等.燃煤脫硝機(jī)組空氣預(yù)熱器蓄熱片表面飛灰沉積板結(jié)機(jī)理研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2016,36(增刊1):132-139.
[2]潘棟,牛國平,丁嘉毅.火電廠SCR脫硝裝置氨逃逸測試方法對比研究[J].中國電力,2014,47(9):149-152.