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閱讀：116發(fā)布時(shí)間：2024-12-18
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北極星大氣網(wǎng)訊:摘要：本文采用便攜式傅立葉紅外分析儀（FTIR） 對垃圾焚燒廢氣中的氨逃逸濃度進(jìn)行了監(jiān)測分析。結(jié)果顯示，傅立葉變換紅外法（FTIR）測得的氨逃逸濃度與手工監(jiān)測（HJ533）的結(jié)果有很好的相關(guān)性和可比性。且在垃圾焚燒廢氣的高含濕量環(huán)境下，便攜式FTIR 分析儀能夠降低冷凝水對監(jiān)測結(jié)果的影響，得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
引言
焚燒是城市生活垃圾處理的有效途徑之一，能夠?qū)崿F(xiàn)熱能的回收，保證能源資源的充分利用。但是在生活垃圾焚燒過程中，由于生活垃圾的成分比較復(fù)雜，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，如果不經(jīng)過可靠的煙氣處理工藝進(jìn)行凈化處理，很容易導(dǎo)致空氣污染問題[1]。所以，為了加強(qiáng)對垃圾焚燒煙氣中污染物的有效處理，必須要針對垃圾焚燒煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行專門的開發(fā)。通過合理的工藝流程，促進(jìn)生活垃圾焚燒技術(shù)不斷發(fā)展。
1 研究背景
目前，垃圾焚燒廠多采用以下工藝處理焚燒廢氣：SNCR 脫硝+半干法脫硫脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器。通過增加SNCR脫硝系統(tǒng)，不僅可以極大的減少NOx的排放，而且還可以有效的減少石灰漿堵塞煙道的問題，同時(shí)，也能夠提高系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
SNCR脫硝技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，脫硝效率一般為60%~80%。SNCR 在關(guān)注NOx排放濃度和脫硝效率的同時(shí)，還要關(guān)注氨逃逸。氨逃逸即過量的未反應(yīng)的氨隨煙氣外排進(jìn)入大氣。氨是有毒氣體，逃逸氨會形成二次污染，危害人體健康。此外，過量的氨排入大氣，將與其他污染物反應(yīng)生成PM2.5 細(xì)顆粒物，加重了環(huán)境污染[3]。因此，對于垃圾焚燒廢氣在監(jiān)測NOx排放濃度的同時(shí)，還應(yīng)監(jiān)測氨的逃逸濃度。
環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中，監(jiān)測氨排放采用的是納氏試劑分光光度法（環(huán)境空氣和廢氣氨的測定納氏試劑分光光度法HJ 533-2009）該方法的原理是用稀硫酸溶液吸收廢氣的氨傅立葉變換紅外氣體分析系統(tǒng)，生成的銨離子與納氏試劑反應(yīng)生成黃棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨的含量成正比，在420nm 波長處測量吸光度，根據(jù)吸光度計(jì)算氨的含量[5]，無法實(shí)現(xiàn)對氨逃逸的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
便攜式傅立葉紅外（FTIR）分析儀是綜合紅外光譜原理和邁克爾干涉儀技術(shù)和傅立葉變換數(shù)學(xué)方法的一種現(xiàn)代分析儀可在高濕、高熱的惡劣環(huán)境中對氨排放進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，具有操作簡單、可實(shí)時(shí)連續(xù)分析和分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1儀器設(shè)備
Gasmet DX4000 便攜式傅立葉變換紅外多組分氣體分析儀（芬蘭）傅立葉變換紅外氣體分析系統(tǒng)，嶗應(yīng)3072型智能雙路煙氣采樣器，T6 紫外可見分光光度計(jì)，采樣過程中對采樣槍加熱到140℃，防止產(chǎn)生冷凝水影響監(jiān)測結(jié)果。采樣時(shí)間為30min，采樣流量為1.0L/min。
2.2采樣條件
選取重慶某垃圾焚燒廠焚燒廢氣作為測試對象，該垃圾焚燒廠采用SNCR脫硝+半干法脫硫脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器工藝處理焚燒廢氣。氨采樣分析按照（HJ 533-2009）步驟進(jìn)行。
2.3結(jié)果與討論
與納氏試劑分光光度法（HJ533-2009）測定的氨濃度進(jìn)行相關(guān)性實(shí)驗(yàn)，DX4000 以30min 的算術(shù)平均值作為1 次測試值。結(jié)果見表1。、
其中：
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
從監(jiān)測結(jié)果可以看出，傅立葉變換紅外法測得的氨濃度與手工監(jiān)測的結(jié)果有很好的相關(guān)性和可比性。但是，傅立葉變換紅外的結(jié)果高于HJ533 的結(jié)果。
原因如下，垃圾焚燒排放的廢氣含濕量較高，濕度在20%左右。在高含濕量環(huán)境下采樣，采樣管路極易生成冷凝水。同時(shí)，對于氨水溶性大的特點(diǎn)，手工監(jiān)測方法結(jié)果明顯偏低，很可能是前端受到冷凝水的影響丟失了目標(biāo)物。
采用HJ533 進(jìn)行采樣，雖然對前端采樣槍采用熱電偶加熱到140℃，但是采樣設(shè)備無法對整個(gè)采樣管路做到全程加熱，連接管路仍有冷凝水產(chǎn)生導(dǎo)致手工監(jiān)測結(jié)果偏低。
FTIR 可以做到從連接管路到檢測器全程180℃加熱，可有效避免冷凝水的出現(xiàn)。因此在垃圾焚燒廢氣這種高含濕量的環(huán)境下，F(xiàn)TIR 采樣的結(jié)果高于手工監(jiān)測的結(jié)果，進(jìn)行監(jiān)測具有更好的準(zhǔn)確性。
結(jié)語
DX4000 便攜式FTIR 分析儀與HJ533 手工監(jiān)測在監(jiān)測SNCR 氨逃逸是有很好的可比性和相關(guān)性。在垃圾焚燒這種高含濕量的環(huán)境下，能夠避免冷凝水的產(chǎn)生，得到更加準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。便攜式FTIR 分析儀操作簡單，可在高溫、高濕度的惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對氨逃逸的實(shí)時(shí)監(jiān)測，測定準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強(qiáng)，可應(yīng)用于垃圾焚燒中SNCR 氨逃逸的環(huán)保監(jiān)測中。
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