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基于光纤光谱仪及紫外差分吸收光谱技术的烟气排放检测方案对污染气体的吸收光谱表征

关键词:气体,烟气,污染气体 SO2,NOx,气体浓度

概述:利用 CEMS 烟气在线分析(监控)系统监测排放烟气中的 SO2/NOx 含量情况,是实现生产过程自动分析优化和监管污染气体排放的重要方法。基于光纤光谱仪的紫外差分吸收光谱(DOAS)技术因其测量精度高、响应快速,已成为污染气体监测研究的热点,是实现 CEMS 烟气在线分析系统的理想选择。

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更新时间2020年03月27日

上传企业上海复享光学股份有限公司

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FX2000 在紫外差分吸收光谱技术中的应用

基于光纤光谱仪及紫外差分吸收光谱技术的烟气排放检测方案对污染气体的吸收光谱表征
 

   紫外差分吸收光谱技术         大气污染         光纤光谱仪         气体浓度检测        CEMS 烟气在线分析系统      

【概述】利用 CEMS 烟气在线分析(监控)系统监测排放烟气中的 SO2/NOx 含量情况,是实现生产过程自动分析优化和监管污染气体排放的重要方法。基于光纤光谱仪的紫外差分吸收光谱(DOAS)技术因其测量精度高、响应快速,已成为污染气体监测研究的热点,是实现 CEMS 烟气在线分析系统的理想选择。

基于光纤光谱仪的烟气排放连续检测方案
图2,二氧化硫及氮氧化物的吸收截面
 

每种气体都在特定波段存在明显的吸收特征,测量波长的选择决定了能否利用所测量的特征光谱准确的计算出气体的浓度。吸收截面测量的准确性决定了测量待测气体浓度的精度。如 图2 所示,SO2 在 200~230nm 和 280~310nm 段存在明显的吸收特征,NO 在 200~230nm 段存在明显的吸收特征。其中 SO2 相邻峰峰的波长间隔约为 1.85nm,峰谷的平均波长间隔约为 0.8nm,NO 相邻峰峰的波长间隔约为 10nm,吸收峰的峰瓣约为 2nm。因此,光纤光谱仪作为光谱探测的关键部件,在烟气检测过程中,必须具有模块化、体积小、灵活性高、测量速度快、稳定性高、信噪比高、成本低、波段可选、分辨率高等优点。
      
      【总结】复享光学的 高速光纤光谱仪 FX2000,选用进口高品质 Richardson 闪耀光栅,灵敏度提升 20%,杂散光降低 50%,具有较高的信噪比、紫外灵敏度和光学分辨率,是一款综合性能优越的光谱仪。其中,FX2000L+ 光谱仪的高灵敏度和紫外探测特性更为明显,是实现 CEMS 烟气在线分析(监控)系统的优先选择。面阵背照式光纤光谱仪 PG2000-Pro 采用 Hamamatsu 面阵背照式 CCD,相比普通光谱仪,其紫外灵敏度提升约 7 倍,提供了均衡的灵敏度和较高的分辨率和信噪比,在 CEMS 烟气在线分析(监控)系统中可以更好的提高系统的灵敏度和准确性。我们将复享光学的光纤光谱仪用于 NO 和 SO2 的气体检测中,采用 Morpho 光谱软件获取吸光度数据。图3 为实验获取的 NO 单一气体及混合气体(NO 和 SO2)的吸收光谱。其中,NO 单一气体的浓度较低,为 10 mg/m3,混合气体中,SO2 为 5.1ppm,NO 为 20.5ppm(注,1ppm=1000mg/m3)。

实验测试待测气体的吸收光谱
 

【参考文献】
      ? 梅魏鹏. 基于紫外差分光谱的 SO2、NOX 混合气体的检测算法研究. Diss. 重庆大学, 2014.

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