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    • 专利摘要:
    本实用新型涉及环境污染物的监测技术领域，尤其涉及一种烟气中总氨的在线监测装置。所述在线监测装置包括：箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；在所述箱体的烟气进口处设置有NOx入口监测装置；在所述箱体的烟气出口处设置有NOx出口监测装置；在所述箱体中设置有催化单元，以及用于加热所述催化单元的加热装置；在所述箱体的烟气进口处还设置有流量监测装置。本实用新型的烟气中总氨的在线监测装置的NOx入口监测装置可以同时表征企业NOx的排放特征，节省了企业单独安装NOx在线监测设备的成本。同时，本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置可以在线监测烟气内所有形态的氨。
    公开号:CN214334834U
    申请号:CN202023019179.5U
    申请日:2020-12-14
    公开日:2021-10-01
    发明作者:孙成一；王志平；李国傲；王文涛；郭明星；王首
    申请人:Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection；
    IPC主号:G01N33-00
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及环境污染物的监测技术领域，尤其涉及一种烟气中总氨的在线监测装置。
    [n0002] 氨在固定污染源烟气中以3种形态存在，1是气态氨、2是颗粒物上的氨(颗粒态与吸附态)、3是溶解于气凝胶中的氨(可凝态)。现有的几种氨气的测量方法如表1所示。
    [n0003] 表1现有的几种氨气的测量方法
    [n0004]
    [n0005] 现有的监测方法仅能够表征烟气中气态氨的含量，对于其他形态的氨无法准确表征，导致测定结果偏低。
    [n0006] 有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种烟气中总氨的在线监测装置，可以在线监测烟气内所有形态的氨。
    [n0007] 本实用新型提供了一种烟气中总氨的在线监测装置，包括：
    [n0008] 箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；
    [n0009] 在所述箱体的烟气进口处设置有NOx入口监测装置；
    [n0010] 在所述箱体的烟气出口处设置有NOx出口监测装置；
    [n0011] 在所述箱体中设置有催化单元，以及用于加热所述催化单元的加热装置；
    [n0012] 在所述箱体的烟气进口处还设置有流量监测装置。
    [n0013] 优选的，所述NOx入口监测装置为第一NOx监测器；
    [n0014] 所述NOx出口监测装置为第二NOx监测器。
    [n0015] 优选的，所述加热装置为加热电阻丝；
    [n0016] 所述加热电阻丝缠绕于所述催化单元的箱体外壁。
    [n0017] 优选的，所述催化单元为催化剂填充装置；
    [n0018] 所述流量监测装置为流量计。
    [n0019] 优选的，所述箱体中还设置有淋洗装置，用于清洗催化单元的催化剂表面；
    [n0020] 所述淋洗装置包括冲洗喷枪，以及与冲洗喷枪相连的进水管路。
    [n0021] 优选的，所述冲洗喷枪设置在箱体中催化单元与NOx出口监测装置之间。
    [n0022] 优选的，还包括数据处理装置；
    [n0023] 所述数据处理装置用于接收和分析NOx入口监测装置和NOx出口监测装置的数据。
    [n0024] 优选的，所述NOx入口监测装置通过第一数据线与所述数据处理装置相连；
    [n0025] 所述NOx出口监测装置通过第二数据线与所述数据处理装置相连。
    [n0026] 优选的，所述箱体为正六棱柱柱体；
    [n0027] 所述正六棱柱柱体的底面边长为0.5～1.5cm，高度为50～100cm。
    [n0028] 优选的，在所述箱体的外侧壁还设置有支架，用于固定所述箱体。
    [n0029] 本实用新型提供了一种烟气中总氨的在线监测装置，包括：箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；在所述箱体的烟气进口处设置有NOx入口监测装置；在所述箱体的烟气出口处设置有NOx出口监测装置；在所述箱体中设置有催化单元，以及用于加热所述催化单元的加热装置在所述箱体的烟气进口处还设置有流量监测装置。本实用新型的烟气中总氨的在线监测装置的NOx入口监测装置可以同时表征企业NOx的排放特征，节省了企业单独安装NOx在线监测设备的成本。同时，本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置可以在线监测烟气内所有形态的氨。
    [n0030] 图1为本实用新型的一个实施例提供的烟气中总氨的在线监测装置图。
    [n0031] 下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
    [n0032] 本实用新型提供了一种烟气中总氨的在线监测装置，包括：
    [n0033] 箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；
    [n0034] 在所述箱体的烟气进口处设置有NOx入口监测装置；
    [n0035] 在所述箱体的烟气出口处设置有NOx出口监测装置；
    [n0036] 在所述箱体中设置有催化单元，以及用于加热所述催化单元的加热装置；
    [n0037] 在所述箱体的烟气进口处还设置有流量监测装置。
    [n0038] 图1为本实用新型的一个实施例提供的烟气中总氨的在线监测装置图。其中，1为NOx入口监测装置，2为催化单元，3为加热装置，4为流量监测装置，5为NOx出口监测装置，6为数据处理装置，7为支架，8为箱体，9-1为第一数据线，9-2为第二数据线，10为淋洗装置。
    [n0039] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置包括箱体8。所述箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口。所述烟气进口即为在线监测装置的烟气进口，所述烟气出口即为在线监测装置的烟气出口。在本实用新型的某些实施例中，所述箱体的底部还设置有喷氨口。
    [n0040] 在所述喷氨口喷氨可以用于计算氨的转化效率(也是催化效率)，在进行烟气的在线监测时，可以不用再额外喷氨。
    [n0041] 在本实用新型的某些实施例中，所述箱体为正六棱柱柱体。在本实用新型的某些实施例中，所述正六棱柱柱体的底面边长为0.5～1.5cm，高度为50～100cm。在某些实施例中，所述正六棱柱柱体的底面边长为1cm，高度为80cm。
    [n0042] 本实用新型对所述箱体的材质并无特殊的限制，在本实用新型的某些实施例中，所述箱体的材质为铝合金或不锈钢。
    [n0043] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括NOx入口监测装置1。所述NOx入口监测装置用于监测入口处的NOx浓度。在本实用新型的某些实施例中，所述NOx入口监测装置为第一NOx监测器。本实用新型对所述第一NOx监测器的种类并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的NOx监测器即可。本实用新型对所述NOx监测器的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
    [n0044] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括催化单元2。在本实用新型的某些实施例中，所述催化单元用于烟气中NOx和多形态氨进行低温SCR脱硝。在本实用新型的某些实施例中，所述催化单元为催化剂填充装置，具体的，可以为催化剂填充层。在本实用新型的某些实施例中，所述催化剂填充层的高度为0.5～1m，填充密度为：2400～2600个催化剂填充柱每平方米过流断面，每个催化剂填充柱的底面直径为1cm或2cm。所述催化剂填充柱为一般市售。本实用新型对所述催化剂填充装置中的催化剂种类并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于催化烟气脱硝反应的催化剂即可。在本实用新型的某些实施例中，所述催化剂填充装置中的催化剂包括五氧化二钒或二氧化钛。
    [n0045] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括加热装置3。所述加热装置为所述脱硝反应提供反应温度。在本实用新型的某些实施例中，所述加热装置为加热电阻丝。在本实用新型的某些实施例中，所述加热电阻丝缠绕于催化单元所在位置的箱体外壁。本实用新型对所述加热电阻丝的种类和来源并无特殊的限制，可以采用本领域技术人员熟知的加热电阻丝，一般市售的即可。本实用新型对所述加热电阻丝的缠绕方法并无特殊的限制，能够提供所需的反应温度即可。在本实用新型的某些实施例中，所述加热装置的加热温度为180～300℃。在某些实施例中，所述加热装置的加热温度为230℃。
    [n0046] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括流量监测装置4。所述流量监测装置设置在所述箱体的烟气进口处，用于监测烟道中烟气的流速。在本实用新型的某些实施例中，所述流量监测装置为流量计。
    [n0047] 本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括NOx出口监测装置5。所述NOx出口监测装置用于监测出口处的NOx浓度。在本实用新型的某些实施例中，所述NOx出口监测装置为第二NOx监测器。本实用新型对所述第二NOx监测器的种类并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的NOx监测器即可。本实用新型对所述NOx监测器的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
    [n0048] 在本实用新型的某些实施例中，本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括数据处理装置6。所述数据处理装置6用于接收和分析NOx入口监测装置和NOx出口监测装置的数据。
    [n0049] 在本实用新型的某些实施例中，所述NOx入口监测装置通过第一数据线9-1与所述数据处理装置相连；所述NOx出口监测装置通过第二数据线9-2与所述数据处理装置相连。
    [n0050] 本实用新型对所述数据处理装置的来源和种类并无特殊的限制，可以为一般市售的带有主机的电脑设备。
    [n0051] 在本实用新型的某些实施例中，本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括支架7。所述支架用于固定所述箱体8。例如：采用本实用新型的在线监测装置监测烟道中的总氨时，所述在线监测装置可以通过支架7固定于所述烟道的侧壁。在本实用新型的某些实施例中，所述支架设置于所述箱体的外侧壁。本实用新型对所述支架的结构并无特殊的限制，能够用于固定所述箱体即可。
    [n0052] 在本实用新型的某些实施例中，本实用新型提供的烟气中总氨的在线监测装置还包括淋洗装置10。所述淋洗装置用于清洗催化单元的催化剂表面。在本实用新型的某些实施例中，所述淋洗装置包括冲洗喷枪，以及与冲洗喷枪相连的进水管路。在本实用新型的某些实施例中，所述冲洗喷枪设置在箱体中催化单元与NOx出口监测装置之间。在本实用新型的某些实施例中，所述冲洗喷枪通过喷枪安装座固定于催化单元与NOx出口监测装置之间的箱体侧壁。在本实用新型的某些实施例中，所述淋洗装置可以定时清洗催化单元的催化剂表面。
    [n0053] 本实用新型对所述喷枪的种类和来源并无特殊的限制，可以为一般市售。本实用新型对所述进水管路的种类和来源并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的进水管路即可，可以为一般市售。
    [n0054] 在本实用新型的某些实施例中，采用上文所述的在线监测装置进行烟气中总氨的在线监测方法包括以下步骤：
    [n0055] A)将上文所述的在线监测装置安装于待测烟气的烟道中，经过监测，得到在线监测装置的NOx入口浓度和NOx出口浓度；
    [n0056] B)按照公式(1)计算NOx入口浓度和NOx出口浓度的差值，得到烟气中氨的消耗量；
    [n0057] 烟气中氨的消耗量＝NOx入口浓度-NOx出口浓度(1)；
    [n0058] C)按照公式(2)计算氨的逃逸量；
    [n0059] 氨的逃逸量＝烟气中氨的消耗量/氨的转化效率(2)；
    [n0060] 所述烟气中氨的消耗量为步骤B)中烟气中氨的消耗量。
    [n0061] 在本实用新型的某些实施例中，步骤C)中，氨的转化效率(即催化剂的催化效率)按照以下方法检测得到：
    [n0062] a)采用NH3标气、NO标气、NO2标气、水蒸气和空气配置成模拟烟气，通入所述烟气中总氨的在线监测装置的烟气进口；
    [n0063] b)采用吸收液吸收所述在线监测装置的烟气出口处外排的烟气；
    [n0064] c)测定步骤b)得到的吸收液中的氨含量，计算氨的转化效率。
    [n0065] 在本实用新型的某些实施例中，步骤b)中，吸收液为0.1mol/L的硫酸溶液。
    [n0066] 本实用新型对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
    [n0067] 为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的一种烟气中总氨的在线监测装置进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。
    [n0068] 实施例1
    [n0069] 采用如图1所示的烟气中总氨的在线监测装置，包括：
    [n0070] 箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；箱体为正六棱柱柱体，底面边长为1cm，高度为80cm；
    [n0071] 在所述箱体的烟气进口处设置有第一NOx监测器；
    [n0072] 在所述箱体的烟气出口处设置有第二NOx监测器；
    [n0073] 在所述箱体中设置有五氧化二钒填充层(高度为0.8m，填充密度为2500个催化剂填充柱每平方米过流断面，每个催化剂填充柱的底面直径为2cm)；
    [n0074] 在所述五氧化二钒填充层所在位置的箱体外壁缠绕加热电阻丝，加热温温度至230℃；
    [n0075] 在所述箱体的烟气进口处还设置有流量计；
    [n0076] 数据处理装置，所述NOx入口监测装置通过第一数据线与所述数据处理装置相连；所述NOx出口监测装置通过第二数据线与所述数据处理装置相连；
    [n0077] 淋洗装置包括冲洗喷枪，以及与冲洗喷枪相连的进水管路；所述冲洗喷枪通过喷枪安装座固定于催化单元与NOx出口监测装置之间的箱体侧壁；
    [n0078] 在所述箱体的外侧壁设置有支架。
    [n0079] 1、计算氨的转化效率：
    [n0080] 1-1)采用NH3标气、NO标气、NO2标气、水蒸气和空气配置成模拟烟气，通入所述烟气中总氨的在线监测装置的烟气进口；
    [n0081] 1-2)采用吸收液(0.1mol/L的硫酸溶液)吸收所述在线监测装置的烟气出口处外排的烟气；
    [n0082] 1-3)测定步骤1-2)得到的吸收液中的氨含量，计算氨的转化效率为85％。
    [n0083] 2、总氨的在线监测：
    [n0084] 2-1)将上文所述的在线监测装置安装于待测烟气的烟道中，经过监测，得到在线监测装置的NOx入口浓度为13ppm和NOx出口浓度为10ppm；
    [n0085] 2-2)按照公式(2-1)计算NOx入口浓度和NOx出口浓度的差值，得到烟气中氨的消耗量；
    [n0086] 烟气中氨的消耗量＝NOx入口浓度-NOx出口浓度 (1)；
    [n0087] 2-3)按照公式(2-2)计算氨的逃逸量；
    [n0088] 氨的逃逸量＝烟气中氨的消耗量/氨的转化效率 (2)；
    [n0089] 所述烟气中氨的消耗量为步骤2-2)中烟气中氨的消耗量。
    [n0090] 经监测，烟气中氨的消耗量为3ppm，氨的逃逸量为3.5ppm。
    [n0091] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种烟气中总氨的在线监测装置，包括：
    箱体，箱体的底部设置有烟气进口，顶部设置有烟气出口；
    在所述箱体的烟气进口处设置有NOx入口监测装置；
    在所述箱体的烟气出口处设置有NOx出口监测装置；
    在所述箱体中设置有催化单元，以及用于加热所述催化单元的加热装置；
    在所述箱体的烟气进口处还设置有流量监测装置。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述NOx入口监测装置为第一NOx监测器；
    所述NOx出口监测装置为第二NOx监测器。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述加热装置为加热电阻丝；
    所述加热电阻丝缠绕于所述催化单元的箱体外壁。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述催化单元为催化剂填充装置；
    所述流量监测装置为流量计。
    [0005] 5.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述箱体中还设置有淋洗装置，用于清洗催化单元的催化剂表面；
    所述淋洗装置包括冲洗喷枪，以及与冲洗喷枪相连的进水管路。
    [0006] 6.根据权利要求5所述的在线监测装置，其特征在于，所述冲洗喷枪设置在箱体中催化单元与NOx出口监测装置之间。
    [0007] 7.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，还包括数据处理装置；
    所述数据处理装置用于接收和分析NOx入口监测装置和NOx出口监测装置的数据。
    [0008] 8.根据权利要求7所述的在线监测装置，其特征在于，所述NOx入口监测装置通过第一数据线与所述数据处理装置相连；
    所述NOx出口监测装置通过第二数据线与所述数据处理装置相连。
    [0009] 9.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述箱体为正六棱柱柱体；
    所述正六棱柱柱体的底面边长为0.5～1.5cm，高度为50～100cm。
    [0010] 10.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，在所述箱体的外侧壁还设置有支架，用于固定所述箱体。
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
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