二氧化硫和氮氧化物吸收光譜分析與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法.pdf

1、隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,能源需求不斷增加。在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中,燃煤發(fā)電仍是主要能源獲取方式。煤炭的燃燒會(huì)帶來(lái)污染問(wèn)題,特別是氣體污染,主要是二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮。為減少污染排放,我國(guó)實(shí)施了污染排放總量控制法規(guī),該法規(guī)的有效實(shí)施取決于污染物的監(jiān)測(cè)水平。目前,在我國(guó)使用的污染監(jiān)測(cè)產(chǎn)品技術(shù)主要由國(guó)外控制。發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污染監(jiān)測(cè)技術(shù)和產(chǎn)品具有重要意義。本論文在此背景下開(kāi)展了針對(duì)SO2、NO和NO2三種氣體吸收光譜分析和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法研

2、究。
　　開(kāi)展了SO2氣體監(jiān)測(cè)的光譜分析方法研究。通過(guò)對(duì)二氧化硫氣體吸收光譜的研究,確定了研究光譜波段(270-310 nm);針對(duì)二氧化硫吸收光譜特征:連續(xù)和周期震蕩光譜結(jié)合,利用Beer-Lambert定律,建立了改進(jìn)的差分吸收光譜分析方法對(duì)二氧化硫測(cè)量,使二氧化硫的濃度測(cè)量有更好的線(xiàn)性度和抗干擾能力;設(shè)計(jì)并建立了實(shí)驗(yàn)研究裝置;研究結(jié)果表明:該方法對(duì)二氧化硫監(jiān)測(cè)指標(biāo)如下:在信噪比為2時(shí)的探測(cè)限為0.1 ppm·m,零點(diǎn)漂移小于

3、0.2 ppm,測(cè)量誤差和量程飄移小于1％;在此基礎(chǔ)上研制了樣機(jī),基于自己開(kāi)的軟件實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)存儲(chǔ)等功能;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,開(kāi)發(fā)的二氧化硫分析儀適合用于在線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
　　研究了溫度對(duì)SO2氣體測(cè)量吸收光譜分析的影響,研究發(fā)現(xiàn):在SO2氣體測(cè)量中,溫度會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響;溫度對(duì)氣體測(cè)量影響可分為兩方面,一方面是溫度對(duì)于吸收光譜性質(zhì)的影響,另一方面是溫度對(duì)于光譜儀性質(zhì)的影響;在30-130℃范圍內(nèi),二氧化硫測(cè)量的光譜

4、參量與溫度成線(xiàn)性關(guān)系;在15-40℃范圍內(nèi)光譜參量與溫度間成二次函數(shù)關(guān)系;通過(guò)修正,在24-42℃范圍內(nèi),二氧化硫氣體測(cè)量精度為小于1%。
　　開(kāi)展了NO氣體濃度測(cè)量光譜分析方法的研究。由于NO氣體的特征吸收波長(zhǎng)與SO2氣體的特征吸收重疊,研究的重點(diǎn)放在分解重疊的SO2和NO氣體吸收光譜,論文提出了分解關(guān)聯(lián)光譜的方法,排除了二氧化硫?qū)σ谎趸獨(dú)怏w測(cè)量的干擾;研究發(fā)現(xiàn):利用在300 nm波段獲得的SO2氣體濃度可準(zhǔn)確的推導(dǎo)出SO2氣

5、體在226 nm波段的吸收光譜,通過(guò)幾何相減可以得到NO氣體的吸收光譜;基于理論分析,建立了NO氣體濃度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置;研究表明:該系統(tǒng)測(cè)量NO的最低探測(cè)限小于0.8 ppm·m,零點(diǎn)漂移小于1 ppm,測(cè)量誤差和量程飄移都小于1%,直到1000 ppm的SO2氣體干擾情況下,NO測(cè)量結(jié)果波動(dòng)小于1%;開(kāi)發(fā)了NO氣體分析儀,通過(guò)軟件,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)存儲(chǔ)等功能;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,開(kāi)發(fā)的一氧化氮分析儀適合用于在線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。<