DOAS法固定污染源烟气浓度在线监测的技术研究

论文摘要

本文对差分吸收光谱法的基本原理进行了较为深入的研究,以各种燃煤锅炉、化工、冶金、水泥和窑炉等烟气排放中的NO、NO2、SO2和NH3等污染气体为研究对象,应用光谱分析的方法对这些污染气体浓度实现在线监测。本文主要围绕以下几个方面展开工作,得出了一些相关的结论。1、对NO、NO2、SO2和NH3的吸收特性进行了深入研究,通过实验分别获得了它们的吸收截面。2、气体的非线性吸收对采用DOAS方法监测气体浓度有较大影响,文中提出了一种新的非线性补偿方法：即将实际浓度所对应的气体分压与反演结果所对应的气体分压之比与反演结果之间的对应关系拟合成补偿函数,利用此补偿函数对反演结果进行非线性补偿。实验结果表明,该补偿方法可以很好地补偿非线性的影响,具有较高的气体浓度反演精度和较好的重复性。3、开发了多种污染气体浓度同时在线监测的核心算法,该算法采用了信息融合技术,能够较好的自适应被测对象的浓度变化,具有较大的动态测量范围。4、对系统产生的误差进行了深入的分析,并对提高系统的测量精度提出了自己的见解。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 固定污染源烟气排放在线连续监测技术的现状
• 1.2.1 抽取式在线监测
• 1.2.2 插入式在线监测
• 1.3 DOAS技术的应用与发展现状
• 第二章 差分吸收光谱法原理
• 2.1 光的吸收定律
• 2.1.1 朗伯-比尔定律
• 2.1.2 朗伯-比尔定律成立的前提和适用范围
• 2.2 差分吸收光谱法（DOAS）
• 2.2.1 差分吸收光谱法基本原理
• 2.2.2 差分吸收光谱法模型的建立
• 2.2.3 差分吸收截面的确定
• 2.2.3.1 吸收截面的测量
• 2.3 DOAS方法的数据处理
• 2.3.1 DOAS方法反演波段和波长间隔的选择
• 2.3.1.1 DOAS方法反演波段的选择
• 2.3.1.2 DOAS方法反演波长间隔的选择
• 2.3.2 DOAS方法中吸收光谱的处理
• 2.3.2.1 差分吸收光谱的获取
• 2.3.2.2 谱线的提取
• 2.3.3 DOAS方法中的浓度反演算法
• 2.4 DOAS技术的应用
• 第三章 差分吸收光谱法烟气浓度测量系统
• 3.1 实验系统要求及结构
• 3.2 主要元器件及组成介绍
• 3.2.1 光源
• 3.2.2 光谱仪
• 3.2.3 质量流量计
• 3.2.4 加热系统
• 第四章 DOAS技术的非线性补偿
• 4.1 DOAS技术的非线性补偿研究概述
• 4.2 DOAS技术的非线性补偿研究
• 4.2.1 污染气体的非线性吸收
• 4.2.2 污染气体非线性补偿研究
• 4.2.2.1 NO非线性模型的建立
• 2非线性模型的建立'>4.2.2.2 SO₂非线性模型的建立
• 3非线性模型的建立'>4.2.2.3 NH₃非线性模型的建立
• 第五章 多种气体浓度同时反演技术研究
• 5.1 对混合气体吸收光谱的分析
• 5.2 多种气体浓度同时反演技术概述
• 5.3 反演结果与分析
• 第六章 测量系统的误差分析
• 6.1 气体流速大小和误差关系的研究
• 6.2 非线性补偿方法与误差关系的研究
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介