烟气连续监测系统关键技术的研究
发布时间：2022-08-09 13:57
紫外差分吸收光谱法应用于烟气组分浓度测量，具有原位检测、精度高、实时性好以及同时测量多种气体浓度的优点。基于该原理的直测式在线监测系统在应用中存在如下几点不足。首先，探头容易受到烟气恶劣环境影响，造成光学元件和探头表面的腐蚀；其次，脱硫引入了复杂的中间物质，在高水汽的环境下与烟气组分混合，造成测量不准；最后，直测式探头难以实现完备的在线校准。本文针对这些不足点，主要做了以下工作：1.提出基于综合统计量的SO2气体浓度反演算法，提高了紫外差分吸收光谱算法的测量精度。针对脱硫低浓度条件下SO2难以测量的问题，提出SO2低浓度算法，提高了浓度测量的下限。提出了NO气体的小波分解算法，提高混合气条件下NO气体的测量精度。2.分析了光谱仪内部参数、烟气压力、温度、颗粒物浓度对于测量的影响。光谱仪内部参数，包括CCD光谱仪的积分时间、CCD狭缝大小、光谱仪动态信噪比、波长分辨力、CCD像素数、平均平滑次数等。通过实验，得出参数具体的影响范围和作用结果，给出了选型和相应的补偿方法。针对光强衰减，给出了一套积分时间自适应调整算法。针对温...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 大气环境污染治理现状
1.1.2 固定污染源排放监测
1.2 烟气连续监测系统
1.2.1 抽取式
1.2.2 直接测量式
1.3 烟气污染物检测技术
1.4 紫外差分吸收光谱法的研究进展
1.5 直测式 CEMS 的研究进展
1.6 本文的研究内容
第二章 紫外光谱信号提取方法
2.1 吸收光谱的基本原理
2.1.1 吸收光谱的成因
2.1.2 气体分子吸收光谱的基本定律
2.1.3 紫外差分吸收光谱法原理
2.2 测量系统设计
2.2.1 实验系统
2.2.2 实测系统
2.3 吸收截面的测量
2.4 紫外光谱 SO_2算法分析
2.4.1 紫外光谱 SO_2统计量算法分析
2.4.2 紫外光谱 SO_2低浓度算法分析
2.5 紫外光谱 NO、NH_3算法分析
2.5.1 传统的紫外 NO、NH_3气体算法
2.5.2 多尺度小波分解算法
2.5.3 NO、NH_3实验室标定结果
2.6 混合气算法验证实验
2.6.1 混合气实验
2.6.2 氨法脱硫模拟实验
2.7 本章小结
第三章 光谱信号提取影响因素分析及补偿方法
3.1 CCD 光谱仪内部参数对于测量的影响
3.1.1 光谱仪的主要内部参数
3.1.2 CCD 积分时间对紫外光谱算法的影响
3.1.3 CCD 狭缝大小对紫外光谱算法的影响
3.1.4 波长分辨率、CCD 像素数、动态信噪比对紫外光谱算法的影响
3.1.5 平均次数、平滑次数对于测量的影响
3.2 参考光光谱对于测量的影响
3.3 波长漂移对于测量的影响
3.4 光纤对于测量的影响
3.5 烟气参数对于测量的影响
3.5.1 烟气压力对于测量的影响
3.5.2 烟气颗粒物对于测量的影响
3.5.3 烟气温度对于测量的影响
3.6 本章小结
第四章 直测式 CEMS 在线校准技术
4.1 直测式 CEMS 在线校准研究现状
4.1.1 改变光路式
4.1.2 背景扣除式
4.1.3 原位标气反吹式
4.2 直测式 CEMS 在线校准装置设计
4.3 直测式 CEMS 在线校准装置现场应用
4.3.1 现场实验指标
4.3.2 现场验证实验
4.4 本章小节
第五章 紫外—热湿法烟气连续监测系统设计
5.1 直测式紫外差分吸收光谱法 CEMS 的局限性
5.2 紫外—热湿法烟气连续监测系统设计
5.2.1 系统的整体设计
5.2.2 抽取探头和伴热管的设计
5.2.3 伴热箱的设计
5.2.4 抽气流量实验
5.2.5 气路控制部分设计
5.2.6 标准气测量实验
5.3 脱硫条件下紫外—热湿 CEMS 现场应用
5.3.1 石灰石湿法脱硫条件下的应用
5.3.2 氨法脱硫条件下的应用
5.4 脱硝条件下紫外—热湿 CEMS 现场应用
5.4.1 选择性催化还原脱硝的原理
5.4.2 应用紫外—热湿 CEMS 监测脱硝出口处烟气
5.5 本章小节
第六章 全文总结
6.1 研究工作总结
6.2 研究的创新性
6.3 研究展望
附录
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3672682
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 大气环境污染治理现状
1.1.2 固定污染源排放监测
1.2 烟气连续监测系统
1.2.1 抽取式
1.2.2 直接测量式
1.3 烟气污染物检测技术
1.4 紫外差分吸收光谱法的研究进展
1.5 直测式 CEMS 的研究进展
1.6 本文的研究内容
第二章 紫外光谱信号提取方法
2.1 吸收光谱的基本原理
2.1.1 吸收光谱的成因
2.1.2 气体分子吸收光谱的基本定律
2.1.3 紫外差分吸收光谱法原理
2.2 测量系统设计
2.2.1 实验系统
2.2.2 实测系统
2.3 吸收截面的测量
2.4 紫外光谱 SO_2算法分析
2.4.1 紫外光谱 SO_2统计量算法分析
2.4.2 紫外光谱 SO_2低浓度算法分析
2.5 紫外光谱 NO、NH_3算法分析
2.5.1 传统的紫外 NO、NH_3气体算法
2.5.2 多尺度小波分解算法
2.5.3 NO、NH_3实验室标定结果
2.6 混合气算法验证实验
2.6.1 混合气实验
2.6.2 氨法脱硫模拟实验
2.7 本章小结
第三章 光谱信号提取影响因素分析及补偿方法
3.1 CCD 光谱仪内部参数对于测量的影响
3.1.1 光谱仪的主要内部参数
3.1.2 CCD 积分时间对紫外光谱算法的影响
3.1.3 CCD 狭缝大小对紫外光谱算法的影响
3.1.4 波长分辨率、CCD 像素数、动态信噪比对紫外光谱算法的影响
3.1.5 平均次数、平滑次数对于测量的影响
3.2 参考光光谱对于测量的影响
3.3 波长漂移对于测量的影响
3.4 光纤对于测量的影响
3.5 烟气参数对于测量的影响
3.5.1 烟气压力对于测量的影响
3.5.2 烟气颗粒物对于测量的影响
3.5.3 烟气温度对于测量的影响
3.6 本章小结
第四章 直测式 CEMS 在线校准技术
4.1 直测式 CEMS 在线校准研究现状
4.1.1 改变光路式
4.1.2 背景扣除式
4.1.3 原位标气反吹式
4.2 直测式 CEMS 在线校准装置设计
4.3 直测式 CEMS 在线校准装置现场应用
4.3.1 现场实验指标
4.3.2 现场验证实验
4.4 本章小节
第五章 紫外—热湿法烟气连续监测系统设计
5.1 直测式紫外差分吸收光谱法 CEMS 的局限性
5.2 紫外—热湿法烟气连续监测系统设计
5.2.1 系统的整体设计
5.2.2 抽取探头和伴热管的设计
5.2.3 伴热箱的设计
5.2.4 抽气流量实验
5.2.5 气路控制部分设计
5.2.6 标准气测量实验
5.3 脱硫条件下紫外—热湿 CEMS 现场应用
5.3.1 石灰石湿法脱硫条件下的应用
5.3.2 氨法脱硫条件下的应用
5.4 脱硝条件下紫外—热湿 CEMS 现场应用
5.4.1 选择性催化还原脱硝的原理
5.4.2 应用紫外—热湿 CEMS 监测脱硝出口处烟气
5.5 本章小节
第六章 全文总结
6.1 研究工作总结
6.2 研究的创新性
6.3 研究展望
附录
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3672682
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