微型光纖光譜儀可用于檢測廢氣超低排放

微型光纖光譜儀可用于檢測廢氣超低排放

我國大氣污染嚴重，引起社會各界廣泛重視，相關政策也紛紛出臺。燃煤電廠或鍋爐素來是污染大戶，自然受到國家環保政策的格外關注。2014年9月12日，國家發改委、國家環保部、國家能源局聯合發文“關于印發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》的通知”中要求，穩步推進東部地區現役30萬千瓦及以上公用燃煤發電機組和有條件的30萬千瓦以下公用燃煤發電機組實施大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值的環保改造。燃煤發電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值(即在基準氧含量6%條件下,煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米。

為達到上述排放標準，大量企業的廢氣處理設備需要改造，相應的監測設備也要升級。已有的工程經驗和實驗室反復測試表明，由于水分、低濃度氣體組分交叉干擾、儀器線性等多重因素影響，基于單點探測器的非分散紅外分析儀表存在零點和量程飄逸打、環境適應性差能難題，尤其是在二氧化硫、氮氧化物低于50毫克/立方米時，測試精度出現較大偏差，遠不如基于紫外可見光譜的差分吸收光譜分析技術（DOAS）可靠。

差分吸收光譜方法（differential optical　absorption　spectroscopy，DOAS）zui早由德國Heidelberg大學環境物理研究所的Platt提出，其基本原理就是利用空氣中的氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分,并根據窄帶吸收強度來推演出微量氣體的濃度。DOAS可用于城市、地下通道、工業礦區的有害氣體的監測。該方法具有原理和結構簡單、響應速度快、精度高等優點。尤其重要的是，該技術通過濾波手段，可有效排除顆粒物和水汽對測量的影響，這對于煙氣排放監測很有幫助。國內外很多機構開展了基于DOAS技術的超低排放監測設備研制。DOAS技術的硬件核心是紫外可見光譜儀，海洋光學的光譜儀產品在該領域有大量應用案例，至今德國Heidelberg大學環境物理研究所仍在大量使用海洋光學USB系列光譜儀，用于對流層鹵素物、火山排放、極地大氣化學和工業排放等領域的研究。在國內，很多知名企業也在積極進入該領域，并取得不錯的效果。
 

基于光譜的煙氣檢測對光譜儀的性能要求比較高，海洋光學的USB2000+光譜儀在工業界廣受歡迎，這與該光譜儀高性價比的優勢是分不開的。USB2000+由一個強大的2-MHz模數（A/D）轉換器、可編程模塊，一個2048像素CCD陣列探測器以及一個高速USB2.0接口組成。它不僅是我們目前性價比zui好的光譜儀，更提供了高達0.35nm的分辨率（FWHM）。當USB2000+光譜儀通過USB2.0的接口與計算機連接后，用戶可以每毫秒截取并儲存一幅完整的光譜圖像至內存中（即每秒1,000幅光譜圖像）。這款備受歡迎的光譜儀可以作個性化配置，靈活性極強，并且所占空間很小，能夠完成多種形式的測量。用戶可以從多種多樣的光譜儀配件和采樣附件中進行選擇，打造自己獨有的光譜測量系統。下圖為USB2000+實物圖片。
 

概括起來講，該款光譜儀的主要優點包括：

• 模塊 -- 覆蓋200-1100納米范圍，并可與光源、比色皿及其他附件相連接

• 方便 -- 非常適于嵌入到OEM設備中

• 便攜 –可以在野外使用

• 兼容 — 觸發功能可以使光譜儀與其他設備同步