火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法
火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于测试领域，具体涉及一种粉煤灰中氨含量分析测定方法。
【背景技术】
[0002] NOx是大气环境的主要污染物之一，其主要来源为火力发电机组。依靠低氮燃烧技 术，远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝（简称SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应 用最广泛的电厂烟气脱硝技术。目前，在线氨逃逸监测技术存在诸多问题，影响了氨逃逸监 测数据的准确度和稳定性。在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布 以及脱硝催化剂类型等条件确定的情况下，控制好氨加入量及其逃逸量是保证NOx脱除率 的关键所在。燃煤锅炉除尘飞灰氨含量可侧面反映脱硝氨逃逸率的状况。根据国外的文献 报道，正常情况下，电除尘灰中氨含量一般在50mg/kg-100mg/kg范围内。由于国内尚无灰 中氨含量的测定方法，亦无脱硝运行对飞灰含氨量影响的数据积累。本文通过大量试验，确 定了灰中氨溶解条件（如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量及其稳定性等），制定了灰中 氨含量测定方法。
[0003] 目前，国内外在线氨逃逸监测技术多采用激光法，主要分为原位测量法和抽取分 析法两种。由于原位测量仪器的发射、接受探头是直接安装在SCR装置出口的烟道壁上，测 量探头易受钢制烟道壁振动、温度变化，以及高粉尘等因素的影响，使原位分析法测量结果 不稳定或产生指示漂移，造成氨逃逸量测定值可信度降低。抽取法由于取样位置的有效性、 代表性以及采样管路材质、保温性能等的影响，使得抽取分析法测量微量氨结果的准确度 受到质疑。通过多家已装SCR电厂实际调研，以及现场三个厂家、五种典型设备两年的反复 试验、改进，证明目前国内外在线氨逃逸表不准确。
【发明内容】
[0004] 针对本领域技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提出一种火电厂锅炉烟气 脱硝烟道灰中氨的分析测定方法。
[0005] 对火电厂粉煤灰中氨含量的测量，特别是对脱硝机组粉煤灰中氨含量的测量，测 出粉煤灰中吸附的氨的含量，为脱硝电厂了解脱硝氨逃逸情况提供依据。
[0006] 实现本发明目的的技术方案为：
[0007] -种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，包括以下步骤：
[0008] 1)用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的 质量体积比为5-20 :100g/mL;
[0009] 2)灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比 为 1 :90-120 ;搅拌 5-60min;
[0010] 3)搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。
[0011] 步骤1)中的水应符合GB/T6903规定的II级及以上试剂水的要求。可以是工厂配 送的除盐水、或蒸馏水、或离子交换获得的去离子水。
[0012] 优选地，所述步骤1)中灰样与水的质量体积比为10 :100g/mL。
[0013] 步骤2)中离子强度调节剂（ISA)采用氨气敏电极适用的离子强度调节剂，可市 购。例如951211。其中，所述步骤2)中，水样搅拌8-15min。
[0014] 其中，所述步骤3)中，过滤水样的过滤介质为定量滤纸、玻璃纤维滤纸、超滤膜中 的一种。
[0015] 优选地，所述步骤3)中，用玻璃纤维滤纸为过滤介质，负压抽滤水样。负压抽滤的 设备及参数均可采用常规设备和常用参数。
[0016] 其中，所述灰样从燃煤锅炉烟道中取样，取样至步骤3)测定氨含量的之间的时间 为 0_200min。
[0017] 优选地，取样至步骤3)测定氨含量之间的时间为10-60min。
[0018] 进一步地，所述步骤3)中，氨气敏电极测定氨含量之前用氨标准溶液校准，所述 氨标准溶液用氯化按配制，浓度为0. 0001-0.lmg/mL，电极斜率在-54mv到-60mv之间为正 常。
[0019] 实际操作中，每三个月使用氨标准液对氨气敏电极进行校验，若校验误差大于2% 时，更换氨气敏电极。
[0020] 本发明提出的方法，可根据锅炉燃煤情况，进行灰样空白值试验，保证测定结果准 确性。
[0021] 本发明的有益效果在于：
[0022] 1、选择了合理的溶剂。
[0023] 2、确定了不同溶解条件（如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量等）对氨溶出率 的影响；验证了灰样稳定性，总结出灰中氨解析方法。
[0024] 3、目前，在在线氨逃逸表不准确情况下，研宄、制定"灰中氨含量测定方法"，通过 脱硝氨逃逸量定期测定、数据积累，指导脱硝系统安全、经济、环保运行。
【附图说明】
[0025] 图1为不同灰水比时灰中氨的溶出率的比较图。
[0026] 图2为不同溶解时间对灰中氨溶出率的比较图。
[0027] 图3为水样预处理前后灰中氨溶出率的比较图。
[0028] 图4为灰样保存时间比较图。
【具体实施方式】
[0029] 现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0030] 实施例中，配制氨贮备液的氯化铵为优级纯氯化铵。高性能氨气敏电极型号为 9512HPBNWP(美国ORION奥立龙公司）。电极填充液为951209,电极填充液用在电极中；离 子强度调节剂（ISA)为951211，填充液和离子调节剂都是奥立龙的产品。
[0031] 试剂水为去离子水，符合GB/T6903规定的II级及以上试剂水的要求。
[0032] 如无特别说明，实施例中的手段均采用本领域常规技术手段。
[0033] 实施例1 :灰样处理方法比较
[0034] 实验过程中我们采用去离子水直接溶解灰样的方式研宄灰中氨的溶出率，同时研 宄不同溶解条件（如：时间、搅拌状态、灰水比等）对氨溶出率的影响。分析过程如下：
[0035] ⑴、不同灰水比时灰中氨的溶出率分析
[0036] 取三份不同灰样，每份取5g、10g、15g、20g、25g灰样分别溶在100ml去离子水中， 置于磁力搅拌器上，中速连续搅拌10分钟，用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s后，加入lmL 离子强度调节剂，用校准后的氨气敏电极测定分析水样中氨的含量，结果如表1以及图1所 示：
[0037] 表1不同灰水比时灰中氨的溶出率试验
[0039] 从图1可以看出，取10g灰样溶于100ml水时，水样中灰中氨的溶出率最高。
[0040] (2)、不同溶解时间时灰中氨的溶出率分析
[0041] 取10g灰样溶于100ml除盐水中，置于磁力搅拌器上，连续搅拌放置5min、10min、 20min、40min、60min，经过滤，加入lmL离子强度调节剂，用氨气敏电极测定分析水样中氨 的含量，试验结果如表2及图2所示：
[0042] 表2不同溶解时间对灰中氨溶出率的影响
[0044] 从图2可以看出，连续搅拌lOmin时，水样中灰中氨的溶出率最高。
[0045] ⑶、水样预处理前后灰中氨溶出率的分析
[0046] 取10g灰样溶于100ml除盐水中，置于磁力搅拌器上，连续搅拌放置5min、lOmin、 20min、40min、60min，分别对水样进行过滤（用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s)预处理，加 入lmL离子强度调节剂，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量，试验结果如表3及图3所 示：
[0047] 表3水样预处理前后灰中氨溶出率的分析
[0048]
[0049] 从图3可以看出，样品过滤后，水样氨含量比过滤前略有增加，说明滤纸中的氨含 量已部分转移到水样中，所以，试验结果中应考虑本底值的影响。
[0050] ⑷、灰样稳定性的研宄
[0051] 试验过程中，对取样后常温保存不同时间的灰样进行氨含量分析，研宄灰样中氨 稳定性情况。
[0052] 从燃煤锅炉烟道中取三份灰样后（序号1、2、3)，对灰样按每10g分一份， 存储于 硬质大口塑料样品瓶中，分别在取样后 10min、30min、60min、90min、120min、150min、180min 时对同一个灰样进行灰中氨含量分析测定比较，试验结果如表4及图4所示：
[0053] 表4灰样稳定性的研宄
[0055] 从图4可以看出，试样保存时间延长，灰样中氨含量会略有降低，可能是由于吸附 在灰样表面的氨不稳定，缓慢分解造成的。因此，建议检测时间最好控制在lh内完成。
[0056] (5)、滤纸对分析结果的影响
[0057] 在分析灰中氨含量的过程中，首先我们把灰样溶于一定量的除盐水中，让灰样中 吸附的氨盐充分的转移到溶液当中，为了防止电极直接测量灰水样品污染电极滤膜，我们 通过过滤的方式将灰水样品进行固液分离，过滤材料应不吸附水样中溶出的氨根离子，过 滤材料也不与灰样发生反应化学反应。试验准备阶段，我们首先选定量滤纸、玻璃纤维滤 纸、超滤膜作为灰样的过滤介质，通过空白试验分析滤纸对过滤液氨含量检测的影响。选出 最佳过滤介质。实验数据如表5所示：
[0058] 表5灰水过滤介质筛选试验
[0059]
[0060] 从灰中氨溶出率试验数据可以看出，log灰样溶于l〇〇ml除盐水中，置于磁力搅拌 器上，连续搅拌放置lOmin时可以得到最大的灰中氨溶出水样。而且，灰水比越大氨的溶出 量越小，分析原因估计是由于灰水比越大，溶液粘度越大，试样搅拌力度降低，灰样颗粒内 吸附的氨不能充分与水溶液接触溶解，导致短时间内氨溶出率较低。实验过程中发现，如果 直接用电极测量灰水中的氨浓度，电极头的透气膜磨损和污染较严重，影响电极响应时间， 所以我们对水样进行过滤预处理，通过分析处理前后氨含量的变化，结果显示处理后氨含 量略高于处理前，但氨含量总体变化规律未变。因此，在分析灰中氨的含量时，应在采样结 束lh内完成分析试验，同时还应考虑本底值的影响。
[0061] 实施例2:
[0062] 由实施例结果确定了火电厂粉煤灰中氨含量的测定方法，以及测定氨含量的最适 宜参数。具体如下：
[0063] 1)氨标准溶液的配置
[0064] 氨贮备液（1ml含lmgNH3):准确称取0. 3142g在110°C下烘干2h的优级纯氯化铵， 用试剂水溶解后定量转移至l〇〇ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
[0065] 2)分析步骤
[0066] 使用多参数分析仪配合氨气敏电极。氨电极的校对为：
[0067] 首先进行标准溶液的配置：
[0068] 氨标准溶液1 (1ml含0.lmgNH3):用加液器取10ml氨贮备液至100ml容量瓶中，稀 释至刻度，摇匀。
[0069] 氨标准溶液2 (1ml含0. 01mgNH3):用加液器取10ml氨标准溶液1至100ml容量瓶 中，稀释至刻度，摇匀。
[0070] 氨标准溶液3 (1ml含0. 001mgNH3):用加液器取10ml氨标准溶液2至100ml容量 瓶中，稀释至刻度，摇匀。
[0071] 然后进行电极斜率的检查：用氨标准溶液1、2、3三个标准液对电极进行校正，电 极斜率在 _54mv到_60mv之间为正常。
[0072] 用天平秤取10. 0g灰样，溶于100ml除盐水的烧杯中，置于磁力搅拌器上，连续搅 拌放置lOmin，用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s。取待测溶液至于磁力搅拌器上，放入搅 拌磁子，用加液器加入lml离子调节剂，转动磁子，磁子速率保证待测溶液液面平静为准。 将氨气敏电极插入到待测溶液中，注意电极不要碰到磁子，待仪表计数稳定时，读数，计为 溶液中氨含量值。
[0073] 灰中氨含量的计算
[0074] 灰中氨含量：灰中氨含量是指1kg粉煤灰中所含氨的质量，单位:mg/kg。灰中氨含 量以lg灰中氨的质量计：
[0075] X=cXv/m
[0076] X-灰中氨含量，mg/kg;
[0077] C一电极读数，mg/L
[0078] V-测量样品体积，mL;
[0079]M-称取的灰样质量，g。
[0080] 灰样需密封保存，取样后lh内完成试验，防止灰样中氨挥发造成测定结果偏低。
[0081] 每三个月使用氨标准液对氨气敏电极进行校验，若校验误差大于2 %时，更换氨气 敏电极。
[0082] 根据锅炉燃煤情况，需要进行灰样空白值试验，保证测定结果准确性。
[0083] 实施例3、验证实验
[0084] 为验证灰中氨含量测定准确性，取灰样采用热重法进行对比试验，与实施例2的 方法比较，结果参见表6。取样锅炉为北京京能电力股份有限公司石景山热电厂1号和3号 燃煤锅炉，该锅炉采用低氮燃烧+SCR法脱硝，取样点位于锅炉尾部烟道空预器入口处。
[0085] 表6电极法、热重分析法灰中氨含量测定结果对比
[0088] 取锅炉空预器入口灰样氨含量分析结果显示，两种分析方法的测试结果偏差不 大。热重法测定147°C硫酸铵热分解值，使用的仪器很贵，实验时间长。电极法操作简单，具 有设备投资少，节约时间等优点。
[0089] 以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案 作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的质量 体积比为 5-20 :100g/mL; 2) 灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比为 I:90-120 ;搅拌 5-60min; 3) 搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。2. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤1)中灰样与水的质量 体积比为10 :100g/mL。3. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤2)中，水样搅拌 8_15min〇4. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，过滤水样的过滤 介质为定量滤纸、玻璃纤维滤纸、超滤膜中的一种。5. 根据权利要求4所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，用玻璃纤维滤纸 为过滤介质，负压抽滤水样。6. 根据权利要求1-5任一所述的分析测定方法，其特征在于，所述灰样从燃煤锅炉烟 道中取样，取样至步骤3)测定氨含量的之间的时间为0-200min。7. 根据权利要求6所述的分析测定方法，其特征在于，取样至步骤3)测定氨含量之间 的时间为10_60min。8. 根据权利要求1-5任一所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，氨 气敏电极测定氨含量之前用氨标准溶液校准，所述氨标准溶液用氯化铵配制，浓度为 0? 0001-0.lmg/mL，电极斜率在-54mv到-60mv之间为正常。
【专利摘要】一种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，包括以下步骤：1)用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的质量体积比为5-20：100g/mL；2)灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比为1：90-120，搅拌5-60min；3)搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。本发明提出的方法，选择了合理的溶剂，确定了不同溶解条件对氨溶出率的影响；验证了灰样稳定性，总结出灰中氨解析方法。通过脱硝氨逃逸量定期测定、数据积累，指导脱硝系统安全、经济、环保运行。
【IPC分类】G01N27/26, G01N27/30
【公开号】CN104897743
【申请号】CN201510142140
【发明人】刘政修, 王斌, 吴华成, 康玺, 宋强
【申请人】北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月27日
【技术领域】
[0001] 本发明属于测试领域，具体涉及一种粉煤灰中氨含量分析测定方法。
【背景技术】
[0002] NOx是大气环境的主要污染物之一，其主要来源为火力发电机组。依靠低氮燃烧技 术，远达不到排放要求。选择性催化还原脱硝（简称SCR)技术是目前效率最高、最成熟、应 用最广泛的电厂烟气脱硝技术。目前，在线氨逃逸监测技术存在诸多问题，影响了氨逃逸监 测数据的准确度和稳定性。在燃料种类、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、炉膛气流分布 以及脱硝催化剂类型等条件确定的情况下，控制好氨加入量及其逃逸量是保证NOx脱除率 的关键所在。燃煤锅炉除尘飞灰氨含量可侧面反映脱硝氨逃逸率的状况。根据国外的文献 报道，正常情况下，电除尘灰中氨含量一般在50mg/kg-100mg/kg范围内。由于国内尚无灰 中氨含量的测定方法，亦无脱硝运行对飞灰含氨量影响的数据积累。本文通过大量试验，确 定了灰中氨溶解条件（如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量及其稳定性等），制定了灰中 氨含量测定方法。
[0003] 目前，国内外在线氨逃逸监测技术多采用激光法，主要分为原位测量法和抽取分 析法两种。由于原位测量仪器的发射、接受探头是直接安装在SCR装置出口的烟道壁上，测 量探头易受钢制烟道壁振动、温度变化，以及高粉尘等因素的影响，使原位分析法测量结果 不稳定或产生指示漂移，造成氨逃逸量测定值可信度降低。抽取法由于取样位置的有效性、 代表性以及采样管路材质、保温性能等的影响，使得抽取分析法测量微量氨结果的准确度 受到质疑。通过多家已装SCR电厂实际调研，以及现场三个厂家、五种典型设备两年的反复 试验、改进，证明目前国内外在线氨逃逸表不准确。
【发明内容】
[0004] 针对本领域技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提出一种火电厂锅炉烟气 脱硝烟道灰中氨的分析测定方法。
[0005] 对火电厂粉煤灰中氨含量的测量，特别是对脱硝机组粉煤灰中氨含量的测量，测 出粉煤灰中吸附的氨的含量，为脱硝电厂了解脱硝氨逃逸情况提供依据。
[0006] 实现本发明目的的技术方案为：
[0007] -种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，包括以下步骤：
[0008] 1)用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的 质量体积比为5-20 :100g/mL;
[0009] 2)灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比 为 1 :90-120 ;搅拌 5-60min;
[0010] 3)搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。
[0011] 步骤1)中的水应符合GB/T6903规定的II级及以上试剂水的要求。可以是工厂配 送的除盐水、或蒸馏水、或离子交换获得的去离子水。
[0012] 优选地，所述步骤1)中灰样与水的质量体积比为10 :100g/mL。
[0013] 步骤2)中离子强度调节剂（ISA)采用氨气敏电极适用的离子强度调节剂，可市 购。例如951211。其中，所述步骤2)中，水样搅拌8-15min。
[0014] 其中，所述步骤3)中，过滤水样的过滤介质为定量滤纸、玻璃纤维滤纸、超滤膜中 的一种。
[0015] 优选地，所述步骤3)中，用玻璃纤维滤纸为过滤介质，负压抽滤水样。负压抽滤的 设备及参数均可采用常规设备和常用参数。
[0016] 其中，所述灰样从燃煤锅炉烟道中取样，取样至步骤3)测定氨含量的之间的时间 为 0_200min。
[0017] 优选地，取样至步骤3)测定氨含量之间的时间为10-60min。
[0018] 进一步地，所述步骤3)中，氨气敏电极测定氨含量之前用氨标准溶液校准，所述 氨标准溶液用氯化按配制，浓度为0. 0001-0.lmg/mL，电极斜率在-54mv到-60mv之间为正 常。
[0019] 实际操作中，每三个月使用氨标准液对氨气敏电极进行校验，若校验误差大于2% 时，更换氨气敏电极。
[0020] 本发明提出的方法，可根据锅炉燃煤情况，进行灰样空白值试验，保证测定结果准 确性。
[0021] 本发明的有益效果在于：
[0022] 1、选择了合理的溶剂。
[0023] 2、确定了不同溶解条件（如溶解时间、搅拌状态、灰水比、灰样量等）对氨溶出率 的影响；验证了灰样稳定性，总结出灰中氨解析方法。
[0024] 3、目前，在在线氨逃逸表不准确情况下，研宄、制定"灰中氨含量测定方法"，通过 脱硝氨逃逸量定期测定、数据积累，指导脱硝系统安全、经济、环保运行。
【附图说明】
[0025] 图1为不同灰水比时灰中氨的溶出率的比较图。
[0026] 图2为不同溶解时间对灰中氨溶出率的比较图。
[0027] 图3为水样预处理前后灰中氨溶出率的比较图。
[0028] 图4为灰样保存时间比较图。
【具体实施方式】
[0029] 现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0030] 实施例中，配制氨贮备液的氯化铵为优级纯氯化铵。高性能氨气敏电极型号为 9512HPBNWP(美国ORION奥立龙公司）。电极填充液为951209,电极填充液用在电极中；离 子强度调节剂（ISA)为951211，填充液和离子调节剂都是奥立龙的产品。
[0031] 试剂水为去离子水，符合GB/T6903规定的II级及以上试剂水的要求。
[0032] 如无特别说明，实施例中的手段均采用本领域常规技术手段。
[0033] 实施例1 :灰样处理方法比较
[0034] 实验过程中我们采用去离子水直接溶解灰样的方式研宄灰中氨的溶出率，同时研 宄不同溶解条件（如：时间、搅拌状态、灰水比等）对氨溶出率的影响。分析过程如下：
[0035] ⑴、不同灰水比时灰中氨的溶出率分析
[0036] 取三份不同灰样，每份取5g、10g、15g、20g、25g灰样分别溶在100ml去离子水中， 置于磁力搅拌器上，中速连续搅拌10分钟，用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s后，加入lmL 离子强度调节剂，用校准后的氨气敏电极测定分析水样中氨的含量，结果如表1以及图1所 示：
[0037] 表1不同灰水比时灰中氨的溶出率试验
[0039] 从图1可以看出，取10g灰样溶于100ml水时，水样中灰中氨的溶出率最高。
[0040] (2)、不同溶解时间时灰中氨的溶出率分析
[0041] 取10g灰样溶于100ml除盐水中，置于磁力搅拌器上，连续搅拌放置5min、10min、 20min、40min、60min，经过滤，加入lmL离子强度调节剂，用氨气敏电极测定分析水样中氨 的含量，试验结果如表2及图2所示：
[0042] 表2不同溶解时间对灰中氨溶出率的影响
[0044] 从图2可以看出，连续搅拌lOmin时，水样中灰中氨的溶出率最高。
[0045] ⑶、水样预处理前后灰中氨溶出率的分析
[0046] 取10g灰样溶于100ml除盐水中，置于磁力搅拌器上，连续搅拌放置5min、lOmin、 20min、40min、60min，分别对水样进行过滤（用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s)预处理，加 入lmL离子强度调节剂，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量，试验结果如表3及图3所 示：
[0047] 表3水样预处理前后灰中氨溶出率的分析
[0048]
[0049] 从图3可以看出，样品过滤后，水样氨含量比过滤前略有增加，说明滤纸中的氨含 量已部分转移到水样中，所以，试验结果中应考虑本底值的影响。
[0050] ⑷、灰样稳定性的研宄
[0051] 试验过程中，对取样后常温保存不同时间的灰样进行氨含量分析，研宄灰样中氨 稳定性情况。
[0052] 从燃煤锅炉烟道中取三份灰样后（序号1、2、3)，对灰样按每10g分一份， 存储于 硬质大口塑料样品瓶中，分别在取样后 10min、30min、60min、90min、120min、150min、180min 时对同一个灰样进行灰中氨含量分析测定比较，试验结果如表4及图4所示：
[0053] 表4灰样稳定性的研宄
[0055] 从图4可以看出，试样保存时间延长，灰样中氨含量会略有降低，可能是由于吸附 在灰样表面的氨不稳定，缓慢分解造成的。因此，建议检测时间最好控制在lh内完成。
[0056] (5)、滤纸对分析结果的影响
[0057] 在分析灰中氨含量的过程中，首先我们把灰样溶于一定量的除盐水中，让灰样中 吸附的氨盐充分的转移到溶液当中，为了防止电极直接测量灰水样品污染电极滤膜，我们 通过过滤的方式将灰水样品进行固液分离，过滤材料应不吸附水样中溶出的氨根离子，过 滤材料也不与灰样发生反应化学反应。试验准备阶段，我们首先选定量滤纸、玻璃纤维滤 纸、超滤膜作为灰样的过滤介质，通过空白试验分析滤纸对过滤液氨含量检测的影响。选出 最佳过滤介质。实验数据如表5所示：
[0058] 表5灰水过滤介质筛选试验
[0059]
[0060] 从灰中氨溶出率试验数据可以看出，log灰样溶于l〇〇ml除盐水中，置于磁力搅拌 器上，连续搅拌放置lOmin时可以得到最大的灰中氨溶出水样。而且，灰水比越大氨的溶出 量越小，分析原因估计是由于灰水比越大，溶液粘度越大，试样搅拌力度降低，灰样颗粒内 吸附的氨不能充分与水溶液接触溶解，导致短时间内氨溶出率较低。实验过程中发现，如果 直接用电极测量灰水中的氨浓度，电极头的透气膜磨损和污染较严重，影响电极响应时间， 所以我们对水样进行过滤预处理，通过分析处理前后氨含量的变化，结果显示处理后氨含 量略高于处理前，但氨含量总体变化规律未变。因此，在分析灰中氨的含量时，应在采样结 束lh内完成分析试验，同时还应考虑本底值的影响。
[0061] 实施例2:
[0062] 由实施例结果确定了火电厂粉煤灰中氨含量的测定方法，以及测定氨含量的最适 宜参数。具体如下：
[0063] 1)氨标准溶液的配置
[0064] 氨贮备液（1ml含lmgNH3):准确称取0. 3142g在110°C下烘干2h的优级纯氯化铵， 用试剂水溶解后定量转移至l〇〇ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
[0065] 2)分析步骤
[0066] 使用多参数分析仪配合氨气敏电极。氨电极的校对为：
[0067] 首先进行标准溶液的配置：
[0068] 氨标准溶液1 (1ml含0.lmgNH3):用加液器取10ml氨贮备液至100ml容量瓶中，稀 释至刻度，摇匀。
[0069] 氨标准溶液2 (1ml含0. 01mgNH3):用加液器取10ml氨标准溶液1至100ml容量瓶 中，稀释至刻度，摇匀。
[0070] 氨标准溶液3 (1ml含0. 001mgNH3):用加液器取10ml氨标准溶液2至100ml容量 瓶中，稀释至刻度，摇匀。
[0071] 然后进行电极斜率的检查：用氨标准溶液1、2、3三个标准液对电极进行校正，电 极斜率在 _54mv到_60mv之间为正常。
[0072] 用天平秤取10. 0g灰样，溶于100ml除盐水的烧杯中，置于磁力搅拌器上，连续搅 拌放置lOmin，用玻璃纤维滤纸负压抽吸过滤30s。取待测溶液至于磁力搅拌器上，放入搅 拌磁子，用加液器加入lml离子调节剂，转动磁子，磁子速率保证待测溶液液面平静为准。 将氨气敏电极插入到待测溶液中，注意电极不要碰到磁子，待仪表计数稳定时，读数，计为 溶液中氨含量值。
[0073] 灰中氨含量的计算
[0074] 灰中氨含量：灰中氨含量是指1kg粉煤灰中所含氨的质量，单位:mg/kg。灰中氨含 量以lg灰中氨的质量计：
[0075] X=cXv/m
[0076] X-灰中氨含量，mg/kg;
[0077] C一电极读数，mg/L
[0078] V-测量样品体积，mL;
[0079]M-称取的灰样质量，g。
[0080] 灰样需密封保存，取样后lh内完成试验，防止灰样中氨挥发造成测定结果偏低。
[0081] 每三个月使用氨标准液对氨气敏电极进行校验，若校验误差大于2 %时，更换氨气 敏电极。
[0082] 根据锅炉燃煤情况，需要进行灰样空白值试验，保证测定结果准确性。
[0083] 实施例3、验证实验
[0084] 为验证灰中氨含量测定准确性，取灰样采用热重法进行对比试验，与实施例2的 方法比较，结果参见表6。取样锅炉为北京京能电力股份有限公司石景山热电厂1号和3号 燃煤锅炉，该锅炉采用低氮燃烧+SCR法脱硝，取样点位于锅炉尾部烟道空预器入口处。
[0085] 表6电极法、热重分析法灰中氨含量测定结果对比
[0088] 取锅炉空预器入口灰样氨含量分析结果显示，两种分析方法的测试结果偏差不 大。热重法测定147°C硫酸铵热分解值，使用的仪器很贵，实验时间长。电极法操作简单，具 有设备投资少，节约时间等优点。
[0089] 以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案 作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的质量 体积比为 5-20 :100g/mL; 2) 灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比为 I:90-120 ;搅拌 5-60min; 3) 搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。2. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤1)中灰样与水的质量 体积比为10 :100g/mL。3. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤2)中，水样搅拌 8_15min〇4. 根据权利要求1所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，过滤水样的过滤 介质为定量滤纸、玻璃纤维滤纸、超滤膜中的一种。5. 根据权利要求4所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，用玻璃纤维滤纸 为过滤介质，负压抽滤水样。6. 根据权利要求1-5任一所述的分析测定方法，其特征在于，所述灰样从燃煤锅炉烟 道中取样，取样至步骤3)测定氨含量的之间的时间为0-200min。7. 根据权利要求6所述的分析测定方法，其特征在于，取样至步骤3)测定氨含量之间 的时间为10_60min。8. 根据权利要求1-5任一所述的分析测定方法，其特征在于，所述步骤3)中，氨 气敏电极测定氨含量之前用氨标准溶液校准，所述氨标准溶液用氯化铵配制，浓度为 0? 0001-0.lmg/mL，电极斜率在-54mv到-60mv之间为正常。
【专利摘要】一种火电厂锅炉烟气脱硝烟道灰中氨的分析测定方法，包括以下步骤：1)用水直接溶解灰样，所述水为去离子水、除盐水、蒸馏水中的一种；灰样与水的质量体积比为5-20：100g/mL；2)灰样溶于水制成的水样加入离子强度调节剂，离子强度调节剂与水样的体积比为1：90-120，搅拌5-60min；3)搅拌后的水样经过过滤处理，用氨气敏电极测定分析水样中氨的含量。本发明提出的方法，选择了合理的溶剂，确定了不同溶解条件对氨溶出率的影响；验证了灰样稳定性，总结出灰中氨解析方法。通过脱硝氨逃逸量定期测定、数据积累，指导脱硝系统安全、经济、环保运行。
【IPC分类】G01N27/26, G01N27/30
【公开号】CN104897743
【申请号】CN201510142140
【发明人】刘政修, 王斌, 吴华成, 康玺, 宋强
【申请人】北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月27日
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