超低排放燃煤电厂烟气中氨测试方法探讨与建立

傅国刚

摘要：超低排放下，一方面，需要准确测定氨逃逸，以指导SC.R脱硝优化运行，降低空预器堵塞风险;另一方面，需了解NH3作为非常规污染物的排放情况，完善燃煤电厂排放清单编制，以制定更全面的大气污染防治措施。因此，急需建立合适的燃煤电厂烟气中氨的测试方法。

关键词：超低排放;燃煤电厂烟气;氨测试方法

1国内外氨测试标准及方法

烟气或空气中氨的手工测试基本是通过吸收液采样，将气体中的NH3转化为NH+4，再分析溶液中 NH+4浓度，从而得到NH3含量。但烟气与空气采样环境和采样难易程度均有区别;另外，烟气与空气组分差异较大，选择分析方法时，考虑的干扰组分也不同。氨通过吸收液采样后，NH+4的分析方法主要有靛酚蓝分光光度法（简称“靛酚蓝法”）、次氯酸钠一水杨酸分光光度法、纳氏试剂分光光度法（简称“纳氏试剂法”）、离子选择电极法及离子色谱法。DL/T260-2012中的方法主要用丁SCR脱硝氨逃逸的测试;（GB/T18204.25-2000《公共场所空气中氨测定方法》和HJ534-2009《环境空气氨的测定次氯酸钠一水杨酸分光光度法》主要用于环境空气或恶臭中氨的测定;而HJ533-2009《环境空气和废气氨的测定纳氏试剂分光光度法》和（GB/T14669-1993《空气质量氨的测定离子选择电极法》适用于环境空气和废气中氨的测试;CTM-027（USEPA）和JISK0099：2004《烟道气体中氨含量的测定方法》（日本）则主要用于固定污染源废气中氨的测试。

DL/T260-2012作为燃煤电厂SCR脱硝装置性能验收试验标准，其氨逃逸的测试方法主要借鉴了GBIT18204.25-2000和JISK0099：2004中的氨采样和分析方法，同时考虑了燃煤烟气含尘量和含湿量高的特点，在采样过程叫中对烟气进行了过滤和加热保温。但该方法未说明其他烟气条件下的适用性，比如超低排放下低温高含湿量烟气中NH3的测定;另外，未规定该方法的检出限;仅考虑了烟气中硫化物和烟尘的影响，未充分考虑其他烟气组分的干扰，如SO2和NOx等。标准HJ533-2009和（GB/T14669-1993尽管适用范围包括工业废气，但主要应用还是环境空气中氨的测定，其采样环节的规定过于简单，未考虑工业废气如燃煤烟气烟尘含量和湿度较高的特点，且废气未做相应预处理直接抽取，将对测试结果造成较大误差。同样的，（GB/T18204.25-2000和HJ534-2009的适用范围为空气和恶臭，采样过程也较简单。若依据这些标准测定燃煤烟气中的氨，则首先需要完善其采样方法，同时需考虑其他烟气组分的干扰。较好的是，这些标准的测定下限均较低，最低达到O.Olmg/m3左右，能满足低浓度氨的测定。

2燃煤电厂烟气中氨测试方法研究情况

尽管燃煤电厂烟气中氨测试的标准方法较为缺乏，但有不少这方面的研究和报道。针对脱硝氨逃逸，借鉴环境空气氨测试标准，对靛酚蓝法、纳氏试剂法和离子选择电极法进行了对比研究，结果表明，3种方法均能满足氨逃逸现场测试要求，但离子选择电极法精度更高，对吸收液中少量飞灰的抗干扰能力较强，而靛酚蓝法和纳氏试剂法受飞灰影响较大，但离子选择电极法对检测时间要求较苛刻。靛酚蓝法具有操作便捷、精度高、检出限低等优点，适合现场使用;离子选择电极法几乎不受吸收液中各种离子和溶解物质的影响，测定下限可达到O.Olmg/m3;纳氏试剂法需使用易挥发、对人体有害的碘化汞，还需配备废液处理能力，同时测定过程中显色条件苛刻，调节pH显色后误差较大;离子色谱法具有简单快速和准确度高等优点，但离子色谱仪昂贵，不便于现场使用，飞灰氨含量推算法则处于研究阶段，无法保证收集飞灰样品的代表性，局限性较大。对纳氏试剂法监测水泥厂SNCR脱硝氨逃逸进行了研究，使用加热采样枪，但未对烟气进行过滤处理，结果表明监测数据的准确性受试剂配制、现场采样规范、分析环境等多方面的影响。使用靛酚蓝法测定某电厂SCR脱硝氨逃逸浓度，对采样枪进行加热，并对烟尘进行过滤，取得了较为理想的测试结果，研究表明吸收液中灰分掺人量越多，测试结果偏离实际值越大。飞灰中含有大量金属离子，尤其是Fe3+可增加吸光度，使结果偏高。飞灰吸附自由态氨和化合态氨，使测试结果偏高。对DL/T260-2012中氨的测试方法进行了研究，对采样枪加热温度、采样流量、采样时间、吸收液浓度和用量、吸收瓶大小及显色时间等进行了改进和验证，并对方法的精密度和准确度进行了分析。滕农等对氨的多种测定方法进行了对比研究，其认为SCR脱硝氨逃逸宜采用靛酚蓝法测定，但未充分考虑烟气组分干扰。

3结论

對国内外现有的氨测试标准方法进行了对比研究，总结分析了这些方法的优缺点。并对当前我国燃煤电厂烟气中氨测试研究现状进行了分析，发现目前应用的氨测试方法，对于超低排放燃煤电厂烟气中氨的测试有较大的不足和局限。因此，结合国内外标准、研究现状及超低排放燃煤电厂烟气特性，研究制定合适的氨测试方法。由于超低排放燃煤电厂湿法脱硫前后，烟气成分、温度及含湿量发生较大变化，考虑建立两种不同的氨采样方法，确保烟气中氨被充分捕集;对比不同氨吸收液化学分析方法的优缺点，并考虑现场测试方便，吸收液的分析，宜选择离子选择电极法。

参考文献：

[1]刘建民，陈国庆，黄启龙，等.燃煤脱硝机组空气预热器蓄热片表面飞灰沉积板结机理研究[J].中国电机工程学报，2016，36（增刊1）：132-139.

[2]潘栋，牛国平，丁嘉毅.火电厂SCR脱硝装置氨逃逸测试方法对比研究[J].中国电力，2014，47（9）：149-152.