[发明专利]基于多谱线光谱技术的气体监测方法

说明书

本发明提供了一种基于多谱线光谱技术的气体监测方法，所述气体监测方法包括以下步骤：(A1)谱线选择：选择与待测气体对应的第一吸收谱线和第二吸收谱线；(A2)量程选择：当所述待测气体的浓度在[0，A]时，选择所述第一吸收谱线；当所述待测气体的浓度在(A，100％]时，选择所述第二吸收谱线；(A3)量程修正；(A4)在位测量：当利用第一吸收谱线获得的气体浓度上升到超过(A+α)时，光源的输出波长调谐到第二吸收谱线；当利用第二吸收谱线获得的气体浓度下降到小于(A‑β)时，光源的输出波长调谐到第一吸收谱线。本发明具有监测精度高、适应能力强等优点。

技术领域

本发明涉及气体监测，特别涉及基于多谱线光谱技术的气体监测方法。

背景技术

在冶金、水泥、电力、机械制造等工业过程和环保领域，会排放大量的高温烟气，而高温环境下的湿度测量，其准确性直接影响环保领域计算排放总量或工业生产领域过程控制效率。

高温烟气中测量湿度面临如下几个问题：

1、温度高，一般温度范围在80℃-200℃，特殊情况下可能达到400℃；

2、烟气中一般会存在高粉尘和酸性物质，如SO₂、NOx等；

3、温度变化大，导致湿度的变化范围宽。

当前烟气湿度的在线监测方法主要是干湿氧法和阻容法。干湿氧法采用氧化锆测量干湿烟气中的氧气，通过计算获得烟气水分，是一种间接测量方法，这种问题存在的问题是测量成本高、测量精度低，也不适合测量含有还原性气体的高温烟气；阻容法利用湿度变化与阻容法的电阻和电容变化间的函数关系，直接测量烟气排放中的水分，该方法操作简单，但长期稳定性差、存在长期使用漂移、失效和损坏的问题，也不适合应用于高温、强腐蚀性烟气环境。

激光吸收光谱技术(DLAS)作为一种快速、高精度、低能耗的气体分析技术，在冶金、化工等领域的气体分析中得到了广泛的应用。

利用激光吸收光谱技术测量气体中水蒸气的含量，如天然气中水蒸气含量，这是现有技术，如CN1222974A、CN104697951A。这些技术均是：采样测量环境的气体，经过预处理(如降温、降压等)后送入气体池内，再利用激光吸收光谱技术去检测。这类技术的不足主要在于：

1.采样时检测，测量延迟时间长，非在位式检测；

2.采用复杂的预处理设备，提高了成本，也降低了装置运行的可靠性；

3.在预处理过程中，气体中水蒸气会有损失，也即检测结果失真。

假如将现有的激光吸收光谱技术应用在烟气中水蒸气的在位检测中，则具有以下难点：

1.烟气的温度波动大，导致水蒸气浓度变化大，如从2％波动到90％；现有的基于激光吸收光谱技术的装置无法满足这种大量程需求，如CN 105445223中披露的；

2.会出现过饱和情况或检测不出气体的问题；

鉴于以上难点，目前，基于激光吸收光谱技术的分析仪还不能应用在烟气中水蒸气的在位检测中。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种监测精度高、适应高温烟气环境的基于多谱线光谱技术的气体监测方法，实现了烟气中水蒸气的在位测量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于多谱线光谱技术的气体监测方法，所述基于多谱线光谱技术的气体监测方法包括以下步骤：

(A1)谱线选择：选择与待测气体对应的第一吸收谱线和第二吸收谱线，所述第一吸收谱线和第二吸收谱线均处于光源的波长调谐范围内；