精準監(jiān)測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

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

氨逃逸是工業(yè)脫硝過程中未反應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格，企業(yè)為了滿足嚴苛的氨氧化物排放標準，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標。有的企業(yè)為節(jié)省液氨成本，刻意減少噴氨量，但氨氧化物超標時又突擊加氨，形成“脈沖式逃逸"。

2、 排放標準

• 大氣氨排放限值國家標準

我國現(xiàn)行涉及大氣氨排放的標準共有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準中明確規(guī)定的限值，屬于超標排放行為，企業(yè)可能面臨罰款、關停、約談等處罰。

• 大氣氨排放限值地方標準（部分行業(yè)）

為了進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準的基礎上，結合各自省份的產業(yè)結構、經濟環(huán)境和排放類型等特點，陸續(xù)發(fā)布了一系列地方標準。

3、 監(jiān)測技術

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，然后帶回實驗室進行分析，操作過程相對復雜，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，能夠實時、連續(xù)地對廢氣中的氨進行監(jiān)測。常見的在線監(jiān)測技術包括稀釋取樣法結合化學發(fā)光法、原位激光法、抽取激光法等。

（1） 稀釋取樣法+化學發(fā)光法

通過稀釋抽取的方式采集煙氣，將其中的NH3轉化為NO，再利用NO與O3反應產生熒光的原理來間接測量氨的濃度。然而，在這一轉化過程中，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化等因素的影響，從而導致測量結果不準確。

（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、響應快速、無需采樣與預處理等優(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度有一定要求。

（3）抽取激光法

通過采樣預處理裝置，過濾掉大量粉塵，經高溫伴熱管線進入分析室，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，測量準確性高；此外，該方法還可以隨時通入標準氣體進行驗證，從而確保測量結果的準確性。

（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部，將高溫采樣和光學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，樣氣經探桿直接進入過濾腔，過濾后進入多次反射檢測池，檢測完的氣體返回煙道。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——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、強吸附性與反應活性，以及復雜惡劣的煙氣環(huán)境（高溫、高濕、高粉塵、酸性氣體共存）。這導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、或與酸性氣體反應生成銨鹽而損失，造成測量值偏低和響應延遲。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，基于先進的TDLAS氣體分析技術，開發(fā)了一套應用于SCR/SNCR脫硝工藝的在線監(jiān)測解決方案。該方案能夠實時監(jiān)測反應器出口和煙道排口的NH?濃度。憑借精準的監(jiān)測數據，工作人員可以及時調整噴氨量，確保脫硝效率達到最佳水平，避免因噴氨過量導致的資源浪費和設備腐蝕問題，并保障煙氣達標排放，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色生產與可持續(xù)發(fā)展。

• 激光氨逃逸氣體分析儀

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

• 采用TDLAS技術，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，不受煙道內粉塵、溫度、壓力波動的影響

6、 應用案例

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