可调谐半导体激光光谱仪对高温CO的测量研究-分析化学.PDF

第43卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 仪器装置与实验技术 第8期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2015年8月 ChineseJournal of Analytical Chemistry 1247~1254 DOI:10.11895/j.issn.0253鄄3820.150304 可调谐半导体激光光谱仪对高温 CO 的测量研究 1 1 1 1 2 2 郭艳林 摇 黄 晓摇 洪 义摇 董俊国摇 高 伟摇 李 梅 2 3 *1 2 黄正旭摇 傅 忠摇 程 平 摇 周 振 1 2 (上海大学环境与化学工程学院,上海200444)摇 摇 (暨南大学环境安全与污染控制研究所,广州510632) 3(昆山禾信质谱技术有限公司,昆山215133) 摘摇 要摇 搭建了一套基于可调谐半导体激光光谱技术的测量装置,实现了对高温环境中CO 的检测。 此装置 -1 采用波长调制技术,并选取CO在6395.4 cm 的R14 线作为吸收线,不仅提高了装置的信噪比,降低了检出 限,还可以避开其它气体组分的干扰。 通过建立不同温度下的水汽背景库来扣除CO吸收峰处的水汽干扰信 号,同时得到水汽浓度和温度的信息,再结合温度信息以及建立的CO标准库,实现对CO 的测量。 测量结果 表明,对CO浓度的检测范围在0.1% ~10%之间,检出限为0.03%,测量误差在5%以内;温度的检测范围为 300益 ~1000益,测量误差在10%以内。 此装置能为炼钢冶炼及发电燃烧过程提供CO浓度及温度信息,从而 提高燃烧效率,降低尾气排放。 关键词摇 激光技术;可调谐半导体激光器;高温;一氧化碳;波长调制技术 1摇 引摇 言 绝大多数燃烧过程始终伴随着H O和CO 的生成,当氧气含量不足时,另一种不完全氧化产物CO 2 2 也将产生。 因此,CO浓度可作为衡量燃烧效率的指标之一。 大气中CO部分来自于工业化石燃料燃 3[1] 烧,根据欧盟工业废气排放标准,CO 的排放限值为100 mg/ Nm ,对燃烧炉内CO 的实时监测有助于 提高燃料使用率以及减小工业尾气排放。 CO作为一种无色无味的剧毒气体严重危害着人类的健康,与 · 血红蛋白结合力强,造成机体细胞缺氧死亡。 大气中的CO会对大气清洁剂OH 自由基产生消耗,90% · · [2] 的CO会被OH 氧化为CO ,所消耗的OH 占其总量的70% ,CO 的过度排放将很大程度上削弱大气 2 的自净能力。 基于可调谐半导体激光器测量气体组分具有高灵敏、高分辨率、响应时间快以及抗干扰性强的优