Система непрерывного мониторинга выбросов дымовых газов (далее именуемая CEMS) широко используется в различных котлах и печах в таких отраслях, как тепловая энергетика, химическая промышленность, нефтехимия, сталь, сжигание отходов, коксование, цемент и т. Д., Используется для онлайн - мониторинга выбросов дымовых газов из стационарных источников загрязнения в процессе промышленного производства, а также для руководства работой и контролем систем десульфурации и денитрификации дымовых газов.

В последние годы новая система CEMS, основанная на технологии дифференциального спектра поглощения (далее DOAS), постепенно становится основным технологическим маршрутом. В качестве основного компонента системы CEMS волоконно - оптический спектрометр, его основная роль заключается в преобразовании световых сигналов в систему в электрические сигналы, а затем обработка сигналов после фотоэлектрического преобразования может точно измерять содержание SO2, NO, NO2 и других газов в дымовых газах до и после десульфурации.

Мы сосредоточили внимание на типичной структуре тестовой системы с использованием волоконно - оптического спектрометра и инверсии концентрации газа DOAS, выборе параметров спектрометра и их влиянии на тестовую систему.

Типичная система тестирования DOAS

Типичная система измерения концентрации газа DOAS состоит из непрерывного источника света (ксеноновые лампы, дейтериевые лампы и т. Д.), газовой камеры (или открытого светового пути), детектора. На рисунке 1 показана схема системы:

DOASИспытательная установка для измерения концентрации дымовых газов показана на рисунке 2. Испытательная установка разделена на две части: газовый и световой. Газовая часть состоит в основном из четырех частей: источника газа, распределительного шкафа, измерительного бассейна и бассейна рекуперации выхлопных газов. Световая часть состоит в основном из источника света, коллимационной / фокусирующей линзы, газового бассейна, волоконно - оптического спектрометра. Высококачественный азот и SO₂Нет, нет.₂Стандартные газы смешиваются по соответствующим трубопроводам через контроллер потока массы в смесительную трубку, которая регулирует и отображает поток с помощью индикатора потока. Смешанный газ поступает в измерительный бассейн через сопряжённую тепловую трубу, и оба конца измерительного бассейна запечатаны кварцевыми линзами. На выходе из измерительного бассейна имеется термоэлектрическое сопротивление для измерения температуры газа, протекающего через измерительный бассейн, а в середине измерительного бассейна установлен дифманометр для измерения давления газа. Газ из измерительного бассейна поступает в резервуар для рекуперации выхлопных газов для поглощения.

Выбор спектрометра и его влияние на результаты испытаний

Основными параметрами производительности микроволоконно - оптического спектрометра являются спектральный диапазон, спектральное разрешение (FWHM), рассеяние света, стабильность оптического пути, нелинейные эффекты и т. Д.

1.Спектральный диапазон

Диапазон длин волн спектрометра определяется на основе анализа диапазона спектральных линий поглощения характеристик типа газа с учетом разрешения, чем шире спектральный диапазон, тем ниже разрешение.

2.Спектральное разрешение

Спектральное разрешение, также известное как спектральная полоса пропускания, обычно выражается nm или cm - 1. Чем выше разрешение, тем сильнее способность разрешать спектральные детали, ниже показаны результаты испытаний при различных разрешениях спектрометра,

3.Рассеянный свет

Под рассеянным светом понимается весь несигнальный свет, обнаруженный на световом пути. Наличие рассеянного света в совокупности влияет на пределы обнаружения системы CEMS, отношение сигнала и шума, точность измерения концентрации, чем меньше рассеянный свет, тем меньше ошибка системы.

4.стабильность оптического пути

Устойчивость оптического пути в основном относится к дрейфу длины волны и амплитуды, вызванному деформацией оптической платформы, вызванной ускорением температуры и внешних сил. Стабильность оптического пути оказывает большое влияние на результаты измерений концентрации, спектрометры серии AvaSpec - ULS значительно снижают рассеивание и улучшают механическую и температурную стабильность, имеют двойной встроенный шаблонный гаситель и многоступенчатое композитное параболическое зеркало, механическая прочность увеличивается в 10 раз.

5.Нелинейность

Нелинейность определяется как отношение спектрометра к фактической и теоретической амплитуде. Как системная ошибка, нелинейные эффекты влияют на форму кривой, ее значение и соотношение интервалов при измерении поглощения.

IV. ВЫВОДЫ

Ультрафиолетовая дифференциальная спектроскопия имеет врожденные преимущества для системы непрерывного выброса дымовых газов в процессе мокрой десульфурации и денитрификации. Внутренняя коммерческая система CEMS, основанная на алгоритме DOAS, постоянно совершенствуется и модернизируется в соответствии с различными потребностями и условиями применения. Миниатюрный волоконно - оптический спектрометр имеет преимущества небольшого размера, устройства без сканирования, прочности и стабильности, является выбором спектрального детектора системы CEMS.