[发明专利]一种基于高温转化和光谱技术的硫化氢检测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于高温转化与紫外差分吸收光谱技术结合的硫化氢气体浓度检测装置，其包括氘灯、第一石英凸透镜、20cm石英样品池、光屏障、第二石英凸透镜、光纤、光谱仪、计算机、加热系统、水冷装置、石英螺旋管、紫外激发光灯、30cm石英样品池、氧气储气罐、硫化氢储气罐、电磁阀以及流量计等装置。氘灯发出的光依次经同轴的第一石英凸透镜、20cm石英样品池及第二石英凸透镜后汇聚到光纤上，光纤与光谱仪相连，光谱仪的输出端连接计算机。紫外激发光灯用于激发30cm石英样品池中的气体分子，被激发的气体分子进入加热系统发生化学反应。本发明可以独立完成各种气体流速下的硫化氢实时浓度测量，测量速度快且准确度高。

技术领域

本发明涉及气体浓度的检测技术领域，尤其是一种基于高温转化和紫外差分吸收光谱技术结合的硫化氢气体浓度检测装置及检测方法。

背景技术

硫化氢是一种毒性极强且带有恶臭的大气污染气体，主要来自于化工工业，如天然气的开采与加工。目前，世界上40％以上的天然气开采点的环境中含有大量硫化氢，它的存在严重威害着工人的身体健康。硫化氢的危害与神经系统和肝脏，肾脏等器官衰竭有关。一项关于人类健康的研究表明，浓度高于700ppm的硫化氢很快就会致使人体死亡。此外，燃烧含有硫化氢的天然气会造成酸性气体大量排放，例如二氧化硫和三氧化硫。这些气体在大气中可以转化为硫酸，对自然环境造成破坏。

在当前能源消耗巨大的时代环境下，电力能源作为一种清洁能源被广泛应用于各个行业。众多电气设备中，SF₆电气设备凭借其性能优越性被大量应用在多种电力系统中，尤其是我国126kV及以上电压等级的电网主要采用的就是SF₆电气设备。但是，SF₆电气设备运行过程中，设备内部会较为频繁的出现放电现象，放电会使SF₆发生分解产生硫化氢等腐蚀性气体成分，损坏电气设备，造成安全隐患。

目前的硫化氢检测方法主要有化学法(包括气相色谱法、碘量法等)、气体浓度传感器测量法和光谱法(包括紫外吸收光谱法、激光光谱法等)。其中，紫外差分吸收光谱技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS)凭借其稳定性高、检测精确、仪器成本低廉且可在线实时检测等优点已被广泛应用于硫化氢气体的检测中。然而，由于硫化氢主要对200nm以下的紫外光具有吸收作用，在利用光谱法对其进行测量时，受到空气中氧气等成分的干扰大，不利于浓度的测量。而使用传统的硫化氢气体浓度传感器进行浓度测量时，对环境稳定性有一定要求，当气体流速过快时，传感器会出现失灵现象，无法进行高流速下硫化氢浓度的测量。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于高温转化和紫外差分吸收光谱技术结合的硫化氢气体浓度检测装置及检测方法，实现可在非真空，高流速环境下等不利环境下，方便、快捷、准确的对硫化氢浓度进行测量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于高温转化和光谱技术的硫化氢浓度检测装置，包括光路部分、气路部分、气体转化部分和计算机；

所述气路部分包括：氧气储气罐、硫化氢储气罐，氧气储气罐连接的气路管道上设置有电磁阀一、流量计一，硫化氢储气罐连接的气路管道上设置有电磁阀二、流量计二，连接两储气罐的两路气路管道连接在气体三通管上，两路合并为一路；

所述气体转化部分包括：紫外激发灯，在紫外激发灯能直接照射到位置设置有30cm石英样品池，,30cm石英样品池入气口连接有气路部分的气体三通管合并出的一路气路，30cm石英样品池出气口通过气路管道连接在放置在加热炉内的石英螺旋管上，加热炉外部设置有加热炉温度控制器，石英螺旋管上连接有水冷装置；