长光程DOAS在线监测氨排放应用研究

发布时间：2017-09-23 09:20

  本文关键词：长光程DOAS在线监测氨排放应用研究

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【摘要】：现今社会,制药、化工、电力等行业排放的包括氨气在内的众多有害气体已经成为主要的大气污染源,伴随着降雨、降雪等方式,在大气污染的影响之下,水污染、固体污染等污染也随之而来,使得我们正面临着严峻的世界性环境问题。近年来,雾霾已然成为大众关注的热点问题。而氨气这个早已在科学界达成共识的致霾元凶至今仍未纳入减排监控。在硫化物、氮氧化物的排放得以控制后,如果仍不能使得氨气排放得以控制,那么治霾的成效将会大打折扣。目前,我们可以做的就是对氨气排放进行单独的、实时的监测,通过实验获得数据,通过数据来进一步认识氨气在雾霾的形成过程中所产生的作用。本文利用差分吸收光谱法实现了对氨气的在线监测。首先,对本课题的研究背景以及国内外氨气浓度测量的相关技术进行了分析与介绍。其次,对差分吸收光谱法的基本原理以及该方法的难点进行了分析与研究。接着,完成了适用于长光程氨排放监测的气体吸收池的设计与制作,完成了实验系统的搭建,对实验系统的各个组成部分,包括光学系统、长光程气体吸收池、配气系统、数据采集与处理系统等进行了详细的介绍。然后,针对氨气的吸收特性以及实验室的实验条件,确定氨气的吸收波段;应用最小二乘法对未经任何处理的实验数据进行分析处理,反演氨气浓度并计算其与标准浓度之间的误差;采用小波变换对采集到的实验数据进行降噪处理,用处理过后的数据反演氨气浓度并计算其与标准值之间的误差,确定更接近标准值误差更小的小波;比较经小波变换降噪后的氨气浓度与未经任何处理直接反演的氨气浓度结果,得出经小波处理实验结果效果更好的结论。最后,通过以上数据分析,得出实验设计制作的长光程气体吸收池以及搭建的实验系统能够满足长光程氨气的吸收特性的研究,实验效果良好,实验方法具有现场可操作性。
【关键词】：差分吸收光谱法 长光程气体吸收池 氨排放监测 小波变换
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X831
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题的背景以及意义10-11
• 1.2 氨气浓度测量相关技术及发展动态分析11-14
• 1.3 本论文主要研究内容14-16
• 第2章 差分吸收光谱法原理16-23
• 2.1 差分吸收光谱法的理论16-19
• 2.1.1 Lambert-Beer定律16-17
• 2.1.2 修正的Lambert-Beer定律17-19
• 2.2 差分吸收光谱法难点分析19-21
• 2.2.1 入射光稳定性对浓度的影响分析19-20
• 2.2.2 气体吸收截面的计算20-21
• 2.3 差分吸收光谱法在线监测的特点21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 实验系统的构建23-41
• 3.1 实验整体布局23
• 3.2 光学系统23-27
• 3.2.1 光源的选择23-25
• 3.2.2 单色仪25-26
• 3.2.3 数据采集器26-27
• 3.3 气体吸收池的设计27-37
• 3.3.1 气体吸收池池体材料的选择27-28
• 3.3.2 反射镜的选择及安装28-30
• 3.3.3 准直镜的选择及安装30-33
• 3.3.4 吸收池进出口的设置33-34
• 3.3.5 吸收池的组建34-37
• 3.4 配气装置37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 实验结果数据处理分析41-59
• 4.1 差分光谱数据处理的算法41
• 4.2 最小二乘法拟合反演气体浓度41-45
• 4.2.1 最小二乘法原理41
• 4.2.2 氨气吸收截面的获取41-44
• 4.2.3 氨气浓度的反演44-45
• 4.3 小波变换数据处理45-55
• 4.3.1 小波变换降噪的原理45-46
• 4.3.2 小波的选取46-53
• 4.3.3 氨气浓度的反演53-55
• 4.4 采用DoasDeductiveSystem软件监测氨气浓度55-57
• 4.4.1 DoasDeductiveSystem软件的简介55-56
• 4.4.2 通过DoasDeductiveSystem软件获得氨气吸收截面56-57
• 4.4.3 通过DoasDeductiveSystem软件获得氨气浓度57
• 4.5 本章小结57-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

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本文编号：904460