二氧化硫和氮氧化物吸收光譜分析與在線監(jiān)測方法.pdf

1、隨著現(xiàn)代化進程的加快,能源需求不斷增加。在我國能源結(jié)構(gòu)中,燃煤發(fā)電仍是主要能源獲取方式。煤炭的燃燒會帶來污染問題,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,我國實施了污染排放總量控制法規(guī),該法規(guī)的有效實施取決于污染物的監(jiān)測水平。目前,在我國使用的污染監(jiān)測產(chǎn)品技術(shù)主要由國外控制。發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的污染監(jiān)測技術(shù)和產(chǎn)品具有重要意義。本論文在此背景下開展了針對SO2、NO和NO2三種氣體吸收光譜分析和在線監(jiān)測方法研

2、究。
　　開展了SO2氣體監(jiān)測的光譜分析方法研究。通過對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,建立了改進的差分吸收光譜分析方法對二氧化硫測量,使二氧化硫的濃度測量有更好的線性度和抗干擾能力;設(shè)計并建立了實驗研究裝置;研究結(jié)果表明:該方法對二氧化硫監(jiān)測指標如下:在信噪比為2時的探測限為0.1 ppm·m,零點漂移小于

3、0.2 ppm,測量誤差和量程飄移小于1％;在此基礎(chǔ)上研制了樣機,基于自己開的軟件實現(xiàn)了自動測量、自動數(shù)據(jù)處理、自動存儲等功能;現(xiàn)場應(yīng)用表明,開發(fā)的二氧化硫分析儀適合用于在線現(xiàn)場測量。
　　研究了溫度對SO2氣體測量吸收光譜分析的影響,研究發(fā)現(xiàn):在SO2氣體測量中,溫度會對測量產(chǎn)生影響;溫度對氣體測量影響可分為兩方面,一方面是溫度對于吸收光譜性質(zhì)的影響,另一方面是溫度對于光譜儀性質(zhì)的影響;在30-130℃范圍內(nèi),二氧化硫測量的光譜

4、參量與溫度成線性關(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;通過修正,在24-42℃范圍內(nèi),二氧化硫氣體測量精度為小于1%。
　　開展了NO氣體濃度測量光譜分析方法的研究。由于NO氣體的特征吸收波長與SO2氣體的特征吸收重疊,研究的重點放在分解重疊的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獨怏w測量的干擾;研究發(fā)現(xiàn):利用在300 nm波段獲得的SO2氣體濃度可準確的推導(dǎo)出SO2氣

5、體在226 nm波段的吸收光譜,通過幾何相減可以得到NO氣體的吸收光譜;基于理論分析,建立了NO氣體濃度測量的實驗裝置;研究表明:該系統(tǒng)測量NO的最低探測限小于0.8 ppm·m,零點漂移小于1 ppm,測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測量結(jié)果波動小于1%;開發(fā)了NO氣體分析儀,通過軟件,實現(xiàn)了自動測量、自動數(shù)據(jù)處理、自動存儲等功能;現(xiàn)場應(yīng)用表明,開發(fā)的一氧化氮分析儀適合用于在線現(xiàn)場測量。<