석탄보일러의 연기배출에 함유된 질소산화물은 공기오염의 중요한 전체물로서 석탄연소과정의 연기배출NOx총량을 통제하는것은 각국 환경보호법규의 중점이다.선택적 촉매 복원(SCR)과 선택적 비촉매 복원(SNCR) 기술은 현재 연기 탈질 주류 기술이다.연기에 암모니아수나 요소를 주입함으로써 그 주성분인 NH3는 질소산화물과 화학반응을 일으켜 환경에 무해한 N2와 H2O를 생성한다.암모니아 분사 효율을 최적화하고 NH3 배출 및 소비를 줄이기 위해서는 연기에 남아 있는 NH3 농도를 실시간으로 모니터링해야 한다.일반적으로 암모니아 탈출의 모니터링 계기는 암모니아 주입 후의 환원 반응이 끝나는 곳 (아래 아이콘 주입부) 에 설치된다.

일반적인 석탄 화력 발전소 SCR 탈질 공정도

전통적인 탈출 암모니아 온라인 분석 방법의 문제점
연도는 대사식 직접 설치를 채택하여 사플랜지의 개공 정밀도에 대한 요구가 높으며, 열악한 설치 조건 하에서, 예를 들면 연도의 진동, 팽창 및 수축 등, 기기의 대광 정밀도는 사용 요구에 도달하기 어려우며, 시스템의 안정성과 정밀도에 직접적인 영향을 미친다.
 원위치식 온라인 분석 시스템은 표준 가스를 통해 검사와 측정을 진행할 수 없다
 NH3 근적외선 분석의 사용 가능한 흡수 스펙트럼은 좁고 흡수 피크가 작아 다른 가스 성분의 방해를 받기 쉽다
NH3 근적외선 분석 기기 측정 하한선 1ppm, 해상도 낮음

튜닝 가능한 반도체 레이저 흡수 스펙트럼(TDLAS) 기술 소개

현재 유효하고 성비가 높은 고온 탈질암모니아 탈출 검사 방법이 TDLAS 검사 방법이다.TDLAS는 손상되기 쉬운 부품이 적기 때문에 샘플 희석 등이 필요 없어 사용자들에게 더욱 인기가 있다.그 기본 원리는 특정 반도체 레이저의 파장을 조정하여 측정된 기체 흡수 스펙트럼 선을 스캔하게 하고, 기체에 흡수된 투사광은 광전 탐지기가 수신하며, 자물쇠 증폭 모듈을 통해 투사 스펙트럼의 공파 분량을 추출하여 측정할 기체 농도 정보를 반연한다.

상하이 통합 QCL-TDLAS 기술 이점
상하이집련은 QCL-TDLAS 기술을 채택하고 있으며, 목표 스펙트럼선은 암모니아 분자가 중적외선 대역에서 가장 강한 흡수봉이다.분자분광학 연구에 따르면 암모니아 분자 중 적외선 흡수 스펙트럼선은 근적외선 흡수 스펙트럼선보다 수십 배 강하며, 같은 측정 조건에서 측정 정밀도는 ppb급으로 근적외선 TDLAS보다 수십 배 높다.집련회사는 혁명적으로 국제적으로 앞선 반도체 QCL을 레이자원으로 채용하고 안정적이고 믿음직한 광로설계 및 독점신호처리기술을 결합하여 TDLAS 광학감지기술을 전례없는 정밀도와 안정성에 도달시키고 근적외선암모니아계량기의 안정성이 낮고 정밀도가 높지 않은 현황을 해결하여 시장수요를 충분히 만족시킬수 있다.

암모니아 분자의 근적외선(남색 테두리 안)과 중적외선(붉은 테두리 안) 흡수 스펙트럼 강도 대비

제품 이점

원위식 레이저 분석 시스템의 대단면, 미농도 연도 검측 왜곡을 해결한다;연도의 진동, 환경온도의 변화는 연도의 응력변화 등 요소로 인한 빛에 대한 부정확성을 초래한다;고분진, 고수분은 레이저 검측에 레이저 투과율에 영향을 미친다;연기 분진과 부식성 기체가 렌즈 표면에 흡착되어 렌즈가 타거나 때가 끼어 레이저 검사에 영향을 미친다;온라인 캘리브레이션과 같은 애플리케이션 문제를 수행할 수 없습니다.
레이저 추출 측정법은 추출 샘플링 방식을 채택하여 연기를 연도에서 추출하여 먼지를 제거하고 정화한 후 가스 분석실에 들어가 TDLAS 기술을 이용하여 검측한다.샘플링 과정은 전 과정에 열을 동반하여 측정할 기체 농도 데이터가 진실하고 믿을 만하다.이 장치는 표준 가스 검측으로 측정하고 0을 조정할 수 있다.연도의 진동, 열팽창 등 요소가 레이저 검측에 미치는 영향을 효과적으로 피했다.환경이 열악하고 작업 상황이 복잡한 연기 오염원 모니터링에 적용된다.
 시스템 구조는 후기 유지보수, 캘리브레이션, 청소 및 기능 확장 용이

상하이집련 QCL-TDLAS와 일반 NH3 검측 기술 비교

기술파라미터

측정 원리 2세대 초고정밀도 양자 캐스케이드 레이저 흡수 스펙트럼 기술(QCL-TDLAS)

기술 지표

측정 범위 0~10ppm, 0~100ppm(추가 측정 옵션)
응답 시간 ≤ 10s
선형 오차 ≤  1% F.S.
반복성 ≤ 1% F.S.
측정 표류 ≤ 1% F.S./반년
최소 0.01ppm 감지
일정/유지 보수 기간 ≤2회/년
예열 시간 ≤ 30분
데이터 예외율 ≤ 1회/반기
내진동력 ≤ 7mm/s(일반 진동 견딜 수 있음)
기본 제공 데이터 저장 용량 8GB, 정상 작동 시 2년 연속 데이터 저장

작업 조건
전원 공급 장치 200~240VAC 50Hz
반드라이 가스 청정 계기용 압축 공기
환경온도-10℃~50℃(응고하지 않음)
연도 가스 온도 100~600 ℃
전력 소비량 <1.5KW

사전 처리

제품 폼 팩터 1700 × 600 × 600mm(높이 × 너비 × 깊이)
처리방식 직접 추출(열습법)
샘플링 트래픽에 대한 특별한 요구 사항 없음
샘플 온도 ≥ 180 ℃ (전 과정 무냉점)
수분 함유량 은 응축 제수 가 필요 없다
여과 먼지 여과 정밀도 < 0.5μm
조작 인터페이스 인간화 휴먼 컴퓨터 인터렉션 (HMI)
보호 수준 IP54

인터페이스 신호

아날로그 출력 2소켓 4-20mA 출력(최대 부하 분리 750Ω)
디지털 출력 표준 RS485 Modbus, 이더넷 옵션
릴레이 출력 3방향 출력

설치

설치 방식 착지 설치
샘플링 프로브 버트 플랜지 DN65 PN16(GB HG20592-97)

업계 응용

화력발전소 탈질 공정 구간

시멘트 회전가마 탈질 작업
쓰레기 소각 처리장