傅立葉紅外分析儀對垃圾焚燒氨逃逸監測研究

金 典 龔 玲 彭 逸 王海波

（重慶市生態環境監測中心 重慶 401147）

引言

焚燒是城市生活垃圾處理的有效途徑之一，能夠實現熱能的回收，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雜，在燃燒過程中會產生大量的有害物質，如果不經過可靠的煙氣處理工藝進行凈化處理，很容易導致空氣污染問題[1]。所以，為了加強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進行專門的開發。通過合理的工藝流程，促進生活垃圾焚燒技術不斷發展[2]。

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，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，也能夠提高系統的正常運轉效率。

SNCR脫硝技術應用較為廣泛，脫硝效率一般為60%~80%。SNCR在關注NOx排放濃度和脫硝效率的同時，還要關注氨逃逸。氨逃逸即過量的未反應的氨隨煙氣外排進入大氣。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生成PM2.5細顆粒物，加重了環境污染[3]。因此，對于垃圾焚燒廢氣在監測NOx排放濃度的同時，還應監測氨的逃逸濃度[4]。

環境監測領域中，監測氨排放采用的是納氏試劑分光光度法（環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，生成的銨離子與納氏試劑反應生成黃棕色絡合物，該絡合物的吸光度與氨的含量成正比，在420nm波長處測量吸光度，根據吸光度計算氨的含量[5]，無法實現對氨逃逸的實時監測。

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和傅立葉變換數學方法的一種現代分析儀可在高濕、高熱的惡劣環境中對氨排放進行實時分析，具有操作簡單、可實時連續分析和分析時間短等優點[6]。

2 實驗部分

2.1 儀器設備

Gasmet DX4000便攜式傅立葉變換紅外多組分氣體分析儀（芬蘭），嶗應3072型智能雙路煙氣采樣器，T6紫外可見分光光度計，采樣過程中對采樣槍加熱到140℃，防止產生冷凝水影響監測結果。采樣時間為30min，采樣流量為1.0L/min[5]。

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）步驟進行。

2.3 結果與討論

與納氏試劑分光光度法（HJ533-2009）測定的氨濃度進行相關性實驗，DX4000以30min的算術平均值作為1次測試值。結果見表1其中：

表1 氨排放監測濃度統計結果（mg/m3）

圖1 FTIR和HJ533監測結果對比

3 實驗結果分析

從監測結果可以看出，傅立葉變換紅外法測得的氨濃度與手工監測的結果有很好的相關性和可比性。但是，傅立葉變換紅外的結果高于HJ533的結果。

原因如下，垃圾焚燒排放的廢氣含濕量較高，濕度在20%左右。在高含濕量環境下采樣，采樣管路極易生成冷凝水。同時，對于氨水溶性大的特點，手工監測方法結果明顯偏低，很可能是前端受到冷凝水的影響丟失了目標物。

采用HJ533進行采樣，雖然對前端采樣槍采用熱電偶加熱到140℃，但是采樣設備無法對整個采樣管路做到全程加熱，連接管路仍有冷凝水產生導致手工監測結果偏低。

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。因此在垃圾焚燒廢氣這種高含濕量的環境下，FTIR采樣的結果高于手工監測的結果，進行監測具有更好的準確性。

結語

DX4000便攜式FTIR分析儀與HJ533手工監測在監測SNCR氨逃逸是有很好的可比性和相關性。在垃圾焚燒這種高含濕量的環境下，能夠避免冷凝水的產生，得到更加準確的監測數據。便攜式FTIR分析儀操作簡單，可在高溫、高濕度的惡劣環境下實現對氨逃逸的實時監測，測定準確度高，抗干擾能力強，可應用于垃圾焚燒中SNCR氨逃逸的環保監測中。