脱硝系统氨逃逸测试方法浅析

稀释取样法具有以下优点：

a)经两级过滤，样气中的大量烟尘被去除，而且经过压缩空气稀释，极大地降低了烟气中有害气体的质量浓度，有效降低了烟气对系统的危害，分析仪的工作环境相对较好，减少了仪器的维护工作量。

b)样气流量小，传输速度快，可以保证分析数据的及时性。

c)该方法的取样探头安装简单，避免了在线分析仪的安装问题。由于NH3的活性较高，为保证测量精度及减小取样过程中的NH3损失，取样探头距转化炉和分析仪的安装距离一般不大于5m。

d)稀释取样法的校准全系统校准，可有效保证测量精度。

但是，稀释取样法也存在一些缺点：

a)由于NH3与高温探头的接触反应、取样管路中NH3的吸附及NH3与其他物质反应生成铵盐，导致取样时烟气中的NH3损耗较大。

b)转化炉的转化问题，在不同温度下，NH3与不同物质接触，转化为NO的比率有很大差异。

可以采用一些方法缓解以上问题，比如采用恰当的采样流速和温度，可以控制取样管路中NH3的吸附及铵盐的形成；采样探头采用铬镍铁合金可以有效减少NH3的接触反应；经压缩空气稀释后的样气采用伴热带进行保温，维持烟气温度，并保证其具有一定的流速，确保在传输过程中样气状态不发生较大变化。

2离线手工采样分析法

2.1靛酚蓝分光光度法

靛酚蓝分光光度法是利用稀硫酸吸收液吸收烟气中的NH3生成(NH4)2SO4，在Na2Fe(CN)5NO·2H2O及NaClO的存在下，与水杨酸（C7H6O3）反应生成蓝绿色靛酚蓝染料，根据颜色的深浅，比色定量。

在分析过程中加入Na3C6H5O7·2H2O试剂可消除常见金属离子（Fe3+等金属离子）的干扰。NaClO-C7H6O3分光光度法的分析原理与靛酚蓝分光光度法类似，区别在于配置C7H6O3溶液时，前者加入的是酒石酸钾钠试剂，而后者加入的是Na3C6H5O7·2H2O试剂。

靛酚蓝分光光度法对采样温度、测试时间等有较高要求，但其操作便捷、精度高，适合于现场实验室分析。但是，该方法的抗灰分干扰性能较差，混入少量的灰分就会对结果产生很大的影响。靛酚蓝分光光度法的检出质量浓度范围为0.01～2mg/m3。该方法也是测量空气中NH3的仲裁方法。

路璐等人通过大量的现场试验，对测量NH3逃逸量的靛酚蓝分光光度法进行了全面研究，并对该方法进行了如下优化：

a)在采集NH3逃逸样品时，采样温度应控制在200℃以上，如此可防止气态NH4HSO4的凝结；

b)在采集NH3逃逸样品时，最佳的采样烟气流量为5L/min，采样时间为20min，因为采样流量过大会使烟气与稀硫酸吸收液无法充分反应，导致部分NH3又随烟气逃逸出去，使测试结果偏小；

c)稀硫酸吸收液的物质的量浓度控制在0.004～0.006mol/L，吸收液物质的量浓度太大时，显色反应无法进行，出现不显色的情况；

d)采集NH3逃逸样品的吸收装置改用2只100mL的多孔玻璃吸收瓶串联组成，分别装有30～40mL的稀硫酸吸收液；

e)水杨酸显色剂的最佳用量为0.5mL，显色时间由1h缩短为30min，显色剂用量过小，会使显色不完全，用量过大，使反应体系中的酸度过大，吸光度迅速下降。

2.2纳氏试剂分光光度法

该方法的测量原理是用稀硫酸吸收液吸收烟气中的NH3后，与纳氏试剂作用生成黄色化合物，依据颜色的深浅，比色定量。其优点是操作简便、测试速度快，但在纳氏试剂中含有HgI2，其易挥发且对人体有害，需要有废液处理装置。此外，在测试过程中，水溶液中的NH3与NH4+会相互转化，显色条件苛刻，调节pH显色后误差较大。因此，通常不建议采用该方法测量脱硝系统中的NH3逃逸质量浓度，该方法常用于水中氨氮含量的测定[16]。该方法的检出质量浓度范围为0.4～4mg/m3。

2.3离子选择电极法该方法

选用复合电极-氨气敏电极进行测量，指示电极和参比电极分别为pH玻璃电极和银-氯化银电极，将其置于盛有物质的量浓度为0.1mol/L的NH4Cl内充液的塑料套管内，通过微孔疏水膜将管底与试液分隔，并在透气膜和pH玻璃电极之间形成一薄层液膜。

其测量原理是：在烟气中的NH3被稀硫酸吸收液吸收后，铵盐在强碱离子调节剂的作用下转化为NH3，由扩散作用通过透气膜（其他离子和水均不能通过），使NH4Cl电解液膜层内NH4+=NH3+H+的反应向左移动，以改变H+浓度，其变化由pH玻璃电极测得。在恒定的离子强度下，测得的电极电位与NH3质量浓度的对数呈线性关系。从而可根据电位值计算出NH3质量浓度。

离子选择电极法的优点是准确、快速、易于操作、所需的试剂少。此方法对NH3的检出质量浓度范围为10～17000000mg/m3。该方法的测量精度随着电极的更新换代逐步提高。

潘栋等人通过实验对比研究了靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂分光光度法和离子选择电极法三种方法，通过比较，他们发现：

a)靛酚蓝分光光度法和离子选择电极法对测试时间的要求较高，时间太短会造成较大的误差，而纳氏试剂分光光度法对测试时间无要求。对于大批量的取样测试，纳氏试剂分光光度法更加适用。

b)离子选择电极法对样液中低浓度飞灰的抗干扰能力非常突出，基本不受灰量的影响，而靛酚蓝分光光度法和纳氏试剂分光光度法则受灰量相对影响较大。

c)离子选择电极法在实际测量中更容易达到最佳的测量精度。

d)综合比较，离子选择电极法对粉尘的抗干扰性强，纳氏试剂分光光度法的测试结果更稳定，这两种方法更适用于对脱硝装置出口NH3逃逸量的测量。

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