Hệ thống giám sát liên tục phát thải khí thải (sau đây gọi là CEMS) được sử dụng rộng rãi trong tất cả các loại nồi hơi, lò nung trong nhiệt điện, hóa chất, hóa dầu, thép, đốt rác, than cốc, xi măng và các ngành công nghiệp khác. Nó được sử dụng để giám sát trực tuyến phát thải khí thải từ các nguồn ô nhiễm cố định trong quá trình sản xuất công nghiệp và đề cập đến hoạt động và kiểm soát của hệ thống khử lưu huỳnh, khử nitơ khí thải dẫn đường.

Trong những năm gần đây, các hệ thống CEMS mới dựa trên công nghệ quang phổ hấp thụ vi sai (sau đây gọi là DOAS) đã dần trở thành tuyến đường công nghệ chính. Máy quang phổ sợi quang là thành phần cốt lõi của hệ thống CEMS, vai trò chính của nó là chuyển đổi tín hiệu quang trong hệ thống thành tín hiệu điện, sau đó xử lý tín hiệu sau khi chuyển đổi quang điện có thể đo chính xác hàm lượng SO2, NO, NO2 trong khí thải trước và sau khi khử lưu huỳnh.

Chúng tôi tập trung vào cấu trúc hệ thống kiểm tra điển hình sử dụng nồng độ khí phản xạ quang phổ và DOAS, lựa chọn tham số quang phổ và ảnh hưởng của chúng đối với hệ thống kiểm tra.

Hệ thống kiểm tra DOAS điển hình

Hệ thống đo nồng độ khí DOAS điển hình bao gồm các nguồn sáng liên tục (đèn xenon, đèn đơteri, v.v.), buồng khí (hoặc đường dẫn ánh sáng mở), máy dò. Sơ đồ 1 là sơ đồ nguyên lý hệ thống:

DOASThiết bị kiểm tra đo nồng độ khí thải được thể hiện trong Hình 2. Thiết bị thử nghiệm được chia thành hai phần là đường khí và đường quang. Phần đường dẫn khí chủ yếu bao gồm bốn phần là nguồn khí, tủ phân phối khí, bể đo và bể thu hồi khí thải. Phần đường dẫn quang học chủ yếu bao gồm nguồn sáng, ống kính chuẩn trực/tập trung, bể khí, máy quang phổ sợi quang. Nitơ tinh khiết cao và SO₂Không, không.₂Khí tiêu chuẩn đi vào ống trộn sau khi đi qua bộ điều khiển lưu lượng chất lượng thông qua các đường ống tương ứng để trộn. Nó có thể được điều chỉnh để kiểm soát và hiển thị lưu lượng thông qua công cụ hiển thị lưu lượng. Khí sau khi trộn đi vào bể đo bằng ống dẫn nhiệt, và cả hai đầu của bể đo được bịt kín bằng ống kính thạch anh. Ở đầu ra của bể đo được trang bị điện trở nhiệt để đo nhiệt độ khí chảy qua bể đo, trong khi ở giữa bể đo được trang bị máy đo áp suất chênh lệch để đo áp suất khí. Khí ra khỏi bể đo sẽ đi vào bể thu hồi khí thải để hấp thụ.

Lựa chọn phổ kế và ảnh hưởng của nó đối với kết quả thử nghiệm

Các thông số hiệu suất chính của máy quang phổ sợi nhỏ là phạm vi phổ, độ phân giải phổ (FWHM), nhiễu loạn, ổn định đường quang, hiệu ứng phi tuyến, v.v.

1.Phạm vi phổ

Căn cứ vào nhu cầu phân tích đặc điểm chủng loại của khí hấp thụ phạm vi phổ tuyến để xác định phạm vi bước sóng của máy quang phổ, đồng thời phải tính đến độ phân giải, phạm vi quang phổ càng rộng thì độ phân giải càng thấp.

2.Độ phân giải phổ

Độ phân giải quang phổ, còn được gọi là băng thông quang phổ, thường được biểu thị bằng nm hoặc cm-1. Độ phân giải càng cao, khả năng phân biệt chi tiết quang phổ càng mạnh. Hình dưới đây là kết quả kiểm tra ở các độ phân giải khác nhau của máy quang phổ,

3.Loạn thị

Dị tán là tất cả các ánh sáng không tín hiệu được phát hiện trong đường dẫn ánh sáng. Sự hiện diện của ánh sáng tán xạ ảnh hưởng tích hợp đến giới hạn phát hiện, tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn, độ chính xác đo nồng độ của hệ thống CEMS, ánh sáng tán xạ càng nhỏ thì lỗi hệ thống càng nhỏ.

4.Ổn định đường quang

Độ ổn định của đường quang học chủ yếu đề cập đến sự trôi dạt của bước sóng và biên độ do sự biến dạng của nền tảng quang học do nhiệt độ và gia tốc lực bên ngoài gây ra. Sự ổn định của đường quang học có ảnh hưởng lớn đến kết quả đo nồng độ. Máy quang phổ dòng AvaSpec-ULS làm giảm đáng kể nhiễu loạn và cải thiện độ ổn định cơ học và nhiệt độ. Nó có bộ khử trùng chế độ tích hợp kép và gương parabol phức tạp đa giai đoạn, tăng cường độ cơ học gấp 10 lần.

5.Phi tuyến tính

Phi tuyến tính được định nghĩa là máy quang phổ đo tỷ lệ giữa biên độ thực tế và lý thuyết. Là một lỗi hệ thống, các hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến hình dạng, giá trị số của đường cong và tỷ lệ của các khoảng khác nhau khi đo độ hấp thụ.

IV. Kết luận

Quang phổ vi sai UV có lợi thế bẩm sinh cho hệ thống xả khói liên tục của quá trình khử lưu huỳnh ướt, khử nitơ. Hệ thống CEMS thương mại trong nước dựa trên thuật toán DOAS đang liên tục được cải thiện và nâng cấp theo các yêu cầu và môi trường ứng dụng khác nhau. Với kích thước nhỏ, không có thiết bị quét, mạnh mẽ và ổn định, máy quang phổ sợi nhỏ là sự lựa chọn của máy dò phổ hệ thống CEMS.