烟尘烟气连自动监测系统运行管理.ppt.ppt

测量时，选择在待测物质的吸收峰波长进行定量测定，气体浓度可由朗伯-比尔定律进行计算 式中：C——气体浓度 A——吸光度 L——吸收层厚度 K——吸光常数 单波长法存在的问题 粉尘干扰 仪器老化 交叉干扰 校准周期短 光路污染 双波长法 利用选取的两波长λ1和λ2处的吸收系数差值与吸收度差值的比值来分析计算被测物质的浓度 双波长法存在的问题 粉尘干扰 仪器老化 交叉干扰 校准周期短 光路污染 DOAS：Differential Optical Absorption DOAS方法是利用光线在大气中传输时，大气中各种气体分子在不同的波段对其有不同的差分吸收的特性来反演这些微量气体在大气中的浓度。 DOAS方法的基础也是朗伯比尔定律，它根据气体分子的精细吸收特征来得到烟气浓度。 差分吸收光谱法（DOAS） Spectroscopy，德国海堡大学环境物理研究所的Prof. Platt于1975年提出。 到20世纪80年代末，DOAS技术作为一种空气监测系统在欧盟范围内得到广泛的认可。 在瑞典，OPSIS公司成功地升级并确定DOAS系统的基本结构。 随后，法国ESA公司和美国的Thermo公司也分别推出了自己的商业性的DOAS系统。 发展概况 我国安徽铜陵蓝盾公司和中科院安徽光机所合作研发了DOAS 系统。 目前，国内已有深圳、厦门、杭州、福州等城市的空气自动监测系统引进了瑞典OPSIS公司的AR-500 DOAS系统。 宁波、汕头等城市的空气自动监测系统准备了美国TE公司的TE-2000 DOAS系统。 泉州、漳州、三明等城市的空气自动监测系统使用了法国Environment公司的SANOA DOAS系统。 天津、拉萨、安庆等城市选用了蓝盾公司的DOAS系统。 图3-3 一些常见污染物的差分吸收光谱 表3-2 气体测量的参考波长 3.3.1 仪器组成 光学系统 机械结构 电子学测量和控制系统 吹扫保护系统 3.3.2 仪器的工作过程 3.3.3 探头结构 3.3 采用DOAS技术的直接测量式CEMS结构介绍 光学系统 光学系统是完成烟气光谱采样的关键。 光学系统主要由发射和接收两大部分组成，包括光源、透镜、角反射器、狭缝和多道光谱仪等。 光源发出的光经过透镜直接进入烟道中，通过烟气吸收后经角反射器返回，由狭缝进入光谱仪，由光栅分光，在光栅色散焦平面由二极管阵列探测器(PDA)接收。 (1)辐射光源 一个良好的光源要求具备发光强度高、光亮稳定、光谱范围广和使用寿命长等特点。常用的紫外光源有以下几种： 汞灯 紫外线金属卤化物灯，如卤钨灯等 氙灯 氘灯 图3-5紫外线汞灯光谱图 图3-6氙灯光谱图 图3-7氘灯光谱图 (2)光谱仪 光谱仪主要作用就是分光，将包含多种波长的复合光以波长进行分解，然后从探测器上得出以波长为坐标排列的不同波长的光强分布。 光谱仪按分光原理及分光元件的类别可以分为干涉光谱仪、棱镜光谱仪和光栅光谱仪等。 干涉光谱仪采用干涉原理进行分光，具有杂散光低、光能利用率高等优点，但是光路设计复杂。而采用色散分光的光谱仪系统结构相对简单，一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件、聚焦光学系统和探测器。 常用的分光元件有棱镜和光栅两类。 棱镜是利用不同波长的光有不同的折射率而使复合光分开的光学元件。 光栅是利用光的衍射和干涉作用使复合光色散。 (3)探测器 光电探测器是根据量子效应，诸如产生由于吸收的光子的电子，将所接收到的光信息转变成电信息的元件。其灵敏度本质上随光子能量辐射线的波长而变化。在紫外分光光谱分析中常用的探测器一般为线阵探测器，有PDA、CCD、CMOS、NMOS等。 CCD产品图 机械结构 机械结构部分包括插入式气体采样管、二极管阵列探测器的线性检测及本底测量装置的机械驱动。 考虑到烟道中温度很高，而且有SO2等腐蚀性很强的污染气体，所以气体通道包括测量槽及有关配件均采用不锈钢、透紫外光的石英玻璃材料制作，气体通道上的光学元件和密封元件均耐高温、耐腐蚀。 电子学测量和控制系统 分析仪的各个部件通过电子学测量和控制系统，组合成为有机的整体。电子学系统的实现涉及微弱信号检测、自动控制、软件工程以及电源变换等多项技术。 吹扫保护系统 吹扫保护系统由空气净化装置、吹扫风机、管路、信号检测等部分组成。 空气(也有采用压缩空气作为吹扫保护气的)经过净化装置过滤后，被风机加速，通过管路送人测量探头内，保护镜片不被烟气污染。信号检测装置实时监测风机的工作状态，在风机跳闸停运时，提供报警信号，提示维护人员进行必要的处理。 3.3.2 仪器的工作过程 利用气态污染物对特定波段的光具有吸收特性，选择波段在200---320nm的紫外光作光源，在此波段内水分子和其它气体几乎没有吸收。入射