精準(zhǔn)狙擊氨逃逸丨四方儀器助力固定污染源氨排放合規(guī)

1、 背景概述

據(jù)悉，2025年1月10日，第三輪第三批中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察組向一央企進(jìn)行督察反饋。在督察反饋中提到企業(yè)大氣污染防治推進(jìn)不力，個別企業(yè)燃煤鍋爐氨逃逸問題嚴(yán)重。

氨逃逸是工業(yè)脫硝過程中未反應(yīng)的氨隨煙氣排放到大氣中的現(xiàn)象；近些年，隨著氮氧化物排放管控越來越嚴(yán)格，企業(yè)為了滿足嚴(yán)苛的氨氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)通常采用“過量噴氨"策略，犧牲氨逃逸率換取氮氧化物達(dá)標(biāo)。有的企業(yè)為節(jié)省液氨成本，刻意減少噴氨量，但氨氧化物超標(biāo)時又突擊加氨，形成“脈沖式逃逸"。

2、 排放標(biāo)準(zhǔn)

? 大氣氨排放限值國家標(biāo)準(zhǔn)

我國現(xiàn)行涉及大氣氨排放的標(biāo)準(zhǔn)共有11個，目前執(zhí)行的排放限值范圍為8-30mg/m3。2024年1月，水泥及焦化行業(yè)的超低排放實施意見正式發(fā)布，均增加了氨污染因子的自動監(jiān)測要求。如果企業(yè)廢氣排口氨濃度超過排放標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定的限值，屬于超標(biāo)排放行為，企業(yè)可能面臨罰款、關(guān)停、約談等處罰。

? 大氣氨排放限值地方標(biāo)準(zhǔn)（部分行業(yè)）

為了進(jìn)一步完善國家大氣氨排放監(jiān)測體系，各省、自治區(qū)等地方政府單位在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各自省份的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和排放類型等特點，陸續(xù)發(fā)布了一系列地方標(biāo)準(zhǔn)。

3、 監(jiān)測技術(shù)

固定污染源氨逃逸的監(jiān)測方法可分為手工監(jiān)測和在線監(jiān)測兩大類。手工監(jiān)測方法主要包括納氏試劑分光光度法、離子選擇電極法、次氯酸鈉-水楊酸分光光度法等。這些方法通常需要在現(xiàn)場采集樣品，然后帶回實驗室進(jìn)行分析，操作過程相對復(fù)雜，且分析周期較長。相比之下，在線監(jiān)測方法則具有顯著優(yōu)勢，能夠?qū)崟r、連續(xù)地對廢氣中的氨進(jìn)行監(jiān)測。常見的在線監(jiān)測技術(shù)包括稀釋取樣法結(jié)合化學(xué)發(fā)光法、原位激光法、抽取激光法等。

（1） 稀釋取樣法+化學(xué)發(fā)光法

通過稀釋抽取的方式采集煙氣，將其中的NH3轉(zhuǎn)化為NO，再利用NO與O3反應(yīng)產(chǎn)生熒光的原理來間接測量氨的濃度。然而，在這一轉(zhuǎn)化過程中，可能會受到氨吸附、氨去除器對氨氣去除不充分以及氨無法充分轉(zhuǎn)化等因素的影響，從而導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

（2）原位激光法

采用對射式式安裝，激光通過發(fā)射端窗口進(jìn)入煙道，被接收端反射或接收，通過對吸收光譜的分析得到NH3的濃度，具有原位檢測、響應(yīng)快速、無需采樣與預(yù)處理等優(yōu)點，但其在高粉塵環(huán)境下，激光可能無法有效透過，從而影響測量效果。此外，這種測量方式對煙道壁的振動強(qiáng)度有一定要求。

（3）抽取激光法

通過采樣預(yù)處理裝置，過濾掉大量粉塵，經(jīng)高溫伴熱管線進(jìn)入分析室，用激光吸收光譜分析儀測量NH3的濃度，相比于原位激光法，該方法不受水分干擾，無需除水，測量準(zhǔn)確性高；此外，該方法還可以隨時通入標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行驗證，從而確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（4）插入式原位激光法

這種分析裝置通常安裝在煙道壁上或直接置于煙道內(nèi)部，將高溫采樣和光學(xué)檢測組件集成于一體。與傳統(tǒng)抽取式系統(tǒng)不同，該系統(tǒng)去除了伴熱管線，樣氣經(jīng)探桿直接進(jìn)入過濾腔，過濾后進(jìn)入多次反射檢測池，檢測完的氣體返回?zé)煹?。氣體接觸部分溫度約300℃，避免氨生成和采樣損失，確保測量精度和下限。

固定污染源氨逃逸監(jiān)測技術(shù)——在線分析法

4、 監(jiān)測難點

固定污染源氨逃逸在線監(jiān)測的核心難點源于氨自身的高水溶性、強(qiáng)吸附性與反應(yīng)活性，以及復(fù)雜惡劣的煙氣環(huán)境（高溫、高濕、高粉塵、酸性氣體共存）。這導(dǎo)致在樣品采集與傳輸過程中極易發(fā)生氨溶解于冷凝水、吸附于管路部件、或與酸性氣體反應(yīng)生成銨鹽而損失，造成測量值偏低和響應(yīng)延遲。同時，環(huán)保法規(guī)要求的ppm級超低濃度測量需求，對分析技術(shù)的靈敏度、選擇性和抗干擾能力提出了挑戰(zhàn)。

5、 解決方案

四方光電（武漢）儀器有限公司（以下簡稱“四方儀器"）針對煙氣氨逃逸監(jiān)測需求，基于先進(jìn)的TDLAS氣體分析技術(shù)，開發(fā)了一套應(yīng)用于SCR/SNCR脫硝工藝的在線監(jiān)測解決方案。該方案能夠?qū)崟r監(jiān)測反應(yīng)器出口和煙道排口的NH?濃度。憑借精準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，工作人員可以及時調(diào)整噴氨量，確保脫硝效率達(dá)到最佳水平，避免因噴氨過量導(dǎo)致的資源浪費和設(shè)備腐蝕問題，并保障煙氣達(dá)標(biāo)排放，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展。

? 激光氨逃逸氣體分析儀

四方儀器在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域積極響應(yīng)政策號召，以產(chǎn)品創(chuàng)新為核心，驅(qū)動服務(wù)升級，堅持打造自主可控的核心技術(shù)。其推出的激光氨逃逸氣體分析儀等產(chǎn)品，精準(zhǔn)滿足了各行業(yè)對氨逃逸排放監(jiān)測的需求。憑借深厚的技術(shù)積累和持續(xù)的創(chuàng)新精神，四方儀器在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上成功開發(fā)出二代激光氨逃逸氣體分析儀。該產(chǎn)品在分析儀性能指標(biāo)、體積重量、采樣系統(tǒng)等方面進(jìn)行了顯著優(yōu)化，為環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)及科學(xué)研究等領(lǐng)域提供了更有力的技術(shù)支持和解決方案。

• 采用TDLAS技術(shù)，被測氣體不受背景氣體交叉干擾

• 超低量程測量，采用多次反射氣室，檢出下限低

• 氣體流路全程高溫伴熱，并采用低吸附材料和處理工藝，有效避免NH3冷凝損耗

• 抽取式測量，不受煙道內(nèi)粉塵、溫度、壓力波動的影響

6、 應(yīng)用案例

河北某熱電廠固定源氨逃逸監(jiān)測項目

江蘇某浮法玻璃廠固定源氨逃逸監(jiān)測項目