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《差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用_孙友文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、物理学报ActaPhys.Sin.Vol.62,No.1(2013)010701差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用*孙友文刘文清谢品华方武曾议司福祺李先欣詹锴(中国科学院安徽光学精密机械研究所,环境光学与技术重点实验室,合肥230031)(2012年4月20日收到;2012年7月25日收到修改稿)研究了差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用及实现.借助于独立的采样和前处理系统去除烟尘和水汽对光谱拟合的影响.为避免高浓度的SO2在常温下发生光解,将经前处理后的烟气加热至150◦C
2、进行测量.采用Voigt线型对SO2,NO,NO2在185235nm波段的吸收截面进行了展宽,获得了高温气体的标准吸收截面,并与归一化的光谱仪仪器函数进行卷积得到了光谱拟合所需的有效吸收截面.将反演结果与非分散红外分析仪的测量结果进行了实时对比,获得了较好的一致性,验证了差分吸收光谱方法高准确度测量工业污染源烟气排放的可行性.关键词:环境污染监测,光学测量技术,差分吸收光谱,光谱拟合PACS:07.88.+y,42.87.−d,42.72.Bj,33.20.LgDOI:10.7498/aps.62.0
3、10701DOAS和被动DOAS两种.被动DOAS以太阳光、1引言月光和星光等自然光的直射或散射光作为光源,而主动DOAS则利用人工光源作光源,目前主要是氙工业生产中的一些环节,如原料生产、加工过弧灯、氘灯及近期才发展起来的LED光源.DOAS程、燃烧过程、加热和冷却过程、成品整理过程等使用的生产设备或生产场所都可能成为工业污技术最初由德国的Platt等[8]在20世纪80年代提染源[1−2].SOx,NOx等作为工业污染源排放的重出,我国于20世纪90年代末开始引进并逐步发展要组成部分,不仅会破坏大
4、气环境、危害人类健该技术,至今已开展了长光程、多次反射池、腔增康,也是城市雾霾的重要成因之一,降低城市能见强、直射太阳光或月光、车载、星载、多轴等多度,破坏地球辐射平衡,影响全球气候.由于这些有种不同类型的主被动DOAS技术,广泛应用于环境害排放物对环境具有潜在威胁,很多国家都对固定大气、区域污染源大气的污染监测及工业生产过污染源的烟气排放实施在线监测,以便进行有效控程的诊断[9−12].制和治理[3].以前的烟气连续排放监测装置(con-DOAS技术应用于工业污染源的烟气排放监tinuousemis
5、sionmonitoringsystem,CEMS)主要采测时,需克服烟气中高浓度的烟尘、水汽的影响.用采样法,包括直接采样和稀释采样两类.近年来此外由于常温下高浓度的待测气体SO2受到紫外差分吸收光谱法(differentialopticalabsorptionspec-光的照射时会发生光解,产生单质硫,腐蚀镜片,削troscopy,DOAS)因具有无需采样、易于操作、多弱甚至堵塞测量光路,降低测量准确度.为了避免组分实时分析、灵敏度高、价格低廉等优点,越来SO2发生光解,需将样品池加热到一定高温,
6、这样还越受CEMS的亲睐[4−7].需考虑温度对吸收截面的影响.本文详细介绍一种根据采用光源的不同,DOAS技术可分为主动主动DOAS技术在工业污染源烟气排放监测中的*国家高新技术研究发展计划(批准号:2009AA063006)、国家自然科学基金(批准号:40805015)和安徽省优秀青年科技基金(批准号:10040606Y28)资助的课题.通讯作者.E-mail:wqliu@aiofm.ac.cn⃝c2013中中中国国国物物物理理理学学学会会会ChinesePhysicalSocietyhttp:/
7、/wulixb.iphy.ac.cn010701-1物理学报ActaPhys.Sin.Vol.62,No.1(2013)010701应用,并将测量结果与非分散红外(non-dispersive3数字滤波准则infrared,NDIR)仪器的测量结果进行实时对比,探索DOAS技术高准确度测量工业污染源烟气排放吸收光谱中随波长做快变化和慢变化部的可行性.分的分离是差分吸收光谱技术的核心,分离的好坏直接决定最后的测量精度[20].目前,研究者们基本2DOAS原理都采用数字滤波的方法实现两者的分离,即采用高通
8、数字滤波方法去除光谱的慢变化,再使用低DOAS技术是利用气体分子对光辐射的指通滤波减小高频噪声的影响.滤波的具体实现方法纹吸收特性对气体进行定性、定量测量的一种光有很多种,例如低通滤波有平滑滤波、三角滤波、谱探测技术.光源发出的光,经过一定距离的传输Savitzky-Golay滤波等等;高通滤波有傅里叶变换后,由于不同分子的吸收,光谱结构和光强都将发滤波、多项式回归滤波等等[21;22].本文采用三角生变化,这种变化关系可由Lambert-Beer定律给
