減少燃燒過程中產生的氮氧化物排放是滿足環境法規的關鍵物種，也是發電和石化製程重要的污染物。NOx是燃燒過程中過量的氮和氧反應時所產生的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的總稱。有效控制氮氧化物以滿足排放標準要求並避免罰款; 除此之外，有效的管理對燃燒過程的效率也具有重要的好處。在發電廠和各種其他燃燒過程中，氮氧化物的去除(稱為DeNOx處理)通常通過選擇性觸媒還原(SCR)或非選擇性觸媒還原(SNCR)來實現。在SCR工藝中，氨(NH3)或尿素形式的NH3從燃燒過程中注入煙氣流中。這在觸媒劑表面上與煙氣中的NOx反應，形成水(H2O)和氮氣(N2)。
SNCR技術需要更熱的環境和更長的滯留途徑，NH3或尿素與煙氣中的NOx反應，溫度約在 800-950°C之間。 溫度控制在過程中很重要，因為低溫會導致未反應的NH3過量，通常稱為氨逃逸。
通常在 SCR 觸媒劑單元的下游或SNCR的NH3 注入點下游進行測量，由於多種原因，氨逃逸的精確測量是DeNOx設備運行中關注的問題。首先，高濃度的未反應NH3對工廠運營來說是一種高成本浪費。氨逃逸也可能沉積和觸媒劑堵塞產生重大影響，以及對下游設備(如空氣預熱器)的潛在腐蝕。燃煤發電廠中的過高的NH3的煤灰粉，也不適合作為瀝青或水泥中的礦物填充料。
氨逃逸濃度還提供有關SCR/SNCR系統和NOx還原過程正常運行的診斷資訊，使操作人員能夠準確預測何時必須更換觸媒劑。氨逃逸常保持在2ppm以優化此反應工藝，在沒有直接測量的數據下難以控制，因為許多參數會影響氨逃逸濃度，例如入口NOx濃度、燃料成分、觸媒劑性能和噴嘴堵塞。
儘管測量氨逃逸具有重要的操作、成本和安全指標，但使用抽取式分析技術很難實現測量正確的讀值。NH3的高反應性意味著在分析儀測量時，和NH3接觸組件表面或採樣管中起了被吸收或吸附的衰變作用，所以必須保持高溫且不吸附。NH3還會受到干擾物的影響，包括該過程形成的二氧化硫(SO2)或水(H2O)的存在以及高濃度的灰塵。抽取式測量氨逃逸，測量的不確定性主要是由於NH3吸附在接觸的材料上，由於對超低測量的需求不斷增長，需要更高的靈敏度和更快的回應，意味著這些抽取式系統越來越無法滿足工藝的要求。
TDL調頻鐳射光檢測：NH3 測量的卓越解決方案
先進的可調諧鐳射器(TDL)技術提供精確的氨逃逸量測。TDL技術由可調諧二極體鐳射光源、發射光學組件、接收光學組件和檢測器組成，用於現址式橫跨管道測量，安裝在煙道或煙囪上的發射模組和接收器模組組成。氣體濃度資訊是從氣體吸收線形狀中獲得的，通過掃描特定NH3吸收線上的鐳射波長來收集。如果在光束路徑中檢測到NH3，則會導致測量信號強度降低，由光電二極體檢測，然後轉換為NH3氣體濃度。作為一種光譜吸收測量技術，TDL可以有效地計算落在光束內的分子或分子的數量密度。
由於分析儀安裝在管道或煙囪上，因此它產生平均濃度讀數，而不是從抽取樣品中獲得的單點讀數。這意味著在TDL測量中可以更確定地測量NH3濃度。NH3樣品也永遠不會離開煙道管，因此避免了在抽取方法中樣品運輸所經歷的吸附，以及灰塵和水帶來的污染物問題。這意味著不僅測量更加準確，而且工廠操作員避免了清潔抽取系統所需的大部分停機時間。
servomex仕富梅的新一代NH3測量解決方案:
使用TDL吸收光譜分析，SERVOTOUGH Laser 3 Plus旨在DeNOx過程中提供準確的NH3測量，來協助操作員控制燃燒排放。體積小而堅固的氣體監測儀，可直接安裝到工藝管道中，是選擇性觸媒還原(SCR)或非選擇性觸媒還原(SNCR)等 NOx 還原過程中監測氨逃逸的理想選擇，可將氨濃度控制在2-3 ppm之間。在整個管道中對NH3進行平均測量，即使在不一致的流動條件下，它也能避免層流問題並返回精確的讀數。Laser 3 Plus 提供自動偏移測試軟體，可確保持續的 QA/QC 要求和準確性，提供產業領先的安裝靈活性，並具有成本和性能優勢。
除了TDL技術的優勢(一種無需樣品預處理系統的非消耗性測量)之外，Laser 3 Plus 的緊湊設計大大減少了安裝時間，直觀的對準便於設置和維護，降低了各階段的成本。它還具有完整的乙太網通信，用於調適、診斷和故障排除。使用先進的波長信號調製光譜處理軟體匹配分析儀的先進硬體，並使用自動追蹤密封參考比色皿(cuvette)中的NH3吸收線的線鎖定技術，消除長時間操作期間的光譜漂移。
這種強大的追機制可確保長時間高度可靠和準確的操作，對於許多應用，校正頻率延長至十二個月以上。堅固的設計，適用於危險區域能夠位於具挑戰性的位置，包括富有顆粒的環境。它符合 ATEX、IECEx 和北美危險區域認證，並達到 IP66 防護等級。
Laser 3 Plus性能可靠性，加上其auto-validation自動偏移測試的軟體功能，對於保持必要的正常運行，以克服CEMS管理法規上的挑戰。該分析儀的維護和運營成本低。
線上偏移測試要將validation cell安裝在 Laser 3 Plus 的接收器端。必須能夠將零點和全幅氣體流入此validation cell。在validation期間，煙氣測量的影響在數學上被消除，因此 Laser 3 Plus 只測量validation內容。cell充滿零氣體，然後是全幅氣體。Laser 3 Plus根據一組參數檢查零點和煙氣測量是否正確。然後用零氣體吹掃validation cell，然後 Laser 3 Plus 恢復正常運行並恢復測量。
