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海爾欣科技發布基于量子級聯激光技術的高精度氣體分析模塊——蜂鳥系列
簡介：NO，NO3，O2O等過程和排放氣體，對優化燃燒、脫硝工藝、環保考核均非常關鍵。歷經多年的不斷研發創新與打磨，海爾欣重磅推出了面向工業煙氣分析市場的OEM產品——蜂鳥系列高精度激光氣體分析模塊。該產品面向廣大系統集成商，儀器經銷商、科研院校等工業客戶，在硬件、軟件、光譜算法、通信協議、易用性、易維護性、性價比等方面從滿足客戶需求。蜂鳥系列產品基于下一代紅外激光光譜技術，結合客戶自行開發的取樣除塵預處理系統，只需全程高溫伴熱分析，無需冷凝除水或稀釋采樣，非常適合安裝于采樣點附近，產品運行穩定，精度高，實時性高，維護量小，使得下一代鍋爐燃燒、工藝控制、排放監控成為可能。
下面我們依據環境保護標準HJ76 -2017《固定污染源煙氣（SO2、NOX、顆粒物）排放連續監測系統技術要求及檢測方法》，以氨氣測量模塊為例，介紹蜂鳥模塊的各項核心性能參數。
蜂鳥模塊技術參數:
1）濃度梯度：
圖1. 蜂鳥模塊通入不同濃度氨氣的測量曲線
在通氣流量為2L/min的條件下，測量得到蜂鳥模塊的響應時間(T90)為3秒，這不僅能夠滿足工業現場快速檢測氨氣濃度的要求，而且使得精準噴氨成為可能。
4）重復性:
圖4. 蜂鳥模塊的重復性
上圖是依次通入氮氣和20.8ppm氨標準氣體的濃度測量曲線，根據HJ76-2017中的計算方法得到蜂鳥模塊的零點漂移(零漂)為1.01%，量程漂移為0.77%。
6）Allan偏差:
圖6. 蜂鳥模塊的24小時零點測試
圖7. 蜂鳥模塊的Allan偏差分析
結語：
燃煤電廠煙氣脫硝出口的氨氣濃度（氨逃逸率）是反映脫硝系統運行狀況的重要參數，也是優化煙氣脫硝工藝的關鍵指標。過高的氨逃逸率會形成硫酸氫銨引起空預器堵塞和催化劑失活，從而增加脫硝運營成本，甚至影響機組的安全運行。因此為了控制脫硝過程中氨逃逸的排放以及保護設備，必須在線監測脫硝后的氨逃逸率。在燃煤電廠選擇性催化還原(SCR)脫硝工藝中，要求氨逃逸率低于3ppm，這需要氨逃逸檢測儀器在量程范圍內的準確性和分辨率至少優于0.2ppm。
而目前市場上存在基于各種不同技術原理的氨逃逸檢測儀表，表1給出了不同技術的具體對比。
表1. 不同氨逃逸檢測技術的對比
通過以上的比較可以發現，激光檢測方法是用于氨逃逸在線檢測的，據筆者了解，目前正在進行的有關氨逃逸在線檢測的行業標準，也將激光TDLAS檢測方法列為在線氨逃逸分析的技術。但是，由于受到煙氣中水氣的影響，現有的激光氨逃逸分析儀由于采用近紅外氨吸收線，普遍存在準確性和零漂較大的問題。對煙氣分析儀性能要求的電力行業，SCR后氨逃逸均值普遍為1~2ppm左右，如果儀器的零漂僅為1ppm，即形成50%以上的偏差，即可對噴氨反饋控制形成較大的影響。基于中紅外QCLAS的氨逃逸分析儀，通過選擇氨分子在中遠紅外波段的孤立吸收譜線，不僅可以有效地避免水分子及其他干擾氣體分子的譜線重疊影響，同時借助中紅外波段的高強度譜線，可實現更高精度，低零漂的氨逃逸測量，非常適合于燃煤發電的自動化精準噴氨工藝控制。
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