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差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用

孙友文 刘文清 谢品华 方武 曾议 司福祺 李先欣 詹锴

差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用

孙友文, 刘文清, 谢品华, 方武, 曾议, 司福祺, 李先欣, 詹锴
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  • 研究了差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用及实现. 借助于独立的采样和前处理系统去除烟尘和水汽对光谱拟合的影响. 为避免高浓度的SO2在常温下发生光解, 将经前处理后的烟气加热至150 ℃进行测量. 采用Voigt线型对SO2, NO, NO2在185–235 nm波段的吸收截面进行了展宽, 获得了高温气体的标准吸收截面, 并与归一化的光谱仪仪器函数进行卷积得到了光谱拟合所需的有效吸收截面. 将反演结果与非分散红外分析仪的测量结果进行了实时对比, 获得了较好的一致性, 验证了差分吸收光谱方法高准确度测量工业污染源烟气排放的可行性.
    • 基金项目: 国家高新技术研究发展计划(批准号: 2009AA063006)、国家自然科学基金(批准号: 40805015)和安徽省优秀青年科技基金(批准号: 10040606Y28)资助的课题.
    [1]

    Sun Y W, Liu W Q, Wang S M, Huang S H 2011 Spectroscopy and Spectral Analysis 10 31 (in Chinese) [孙友文, 刘文清,汪世美,黄书华 2011光谱学与光谱分析 10 31]

    [2]

    Sun Y W, Liu W Q, Zeng Y, Wang S M, Huang S H 2011 Chin. Phys. Lett. 28 073302

    [3]

    Sun Y W, Liu W Q, Wang S M, Huang S H, Yu X M 2011 Chin. Opt. Lett. 3 9

    [4]

    Shindell D T, Faluvegi G, Koch D M, Schmidt G A, Unger N, Bauer S E 2009 Science 326716

    [5]

    Buchwitz M, Rozanov V V, Burrows J P 2000 J. Geophys. Res. 105 15231

    [6]

    Gerilowski K, Tretner A, Krings T, Buchwitz M, Bertagnolio P P, Belemezov F, Erzinger J, Burrows J P, Bovensmann H 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 215

    [7]

    Krings T, Gerilowski K, Buchwitz M, Reuter M, Tretner A, Erzinger J, Heinze D, Burrows J P, Bovensmann H 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 2207

    [8]

    Platt U, Perner D, Patz H 1979 J. Geophys. Res. 84 6329

    [9]

    Si F Q, Xie P H, Dou K, Zhan K, Liu Y, Xu J, Liu W Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 2867 (in Chinese) [司福祺,谢品华,窦科,詹铠,刘宇,徐晋,刘文清2010 物理学报 59 2867]

    [10]

    Hao N, Zhou B, Chen L M 2006 Acta Phys. Sin. 55 1529 (in Chinese) [郝楠, 周斌, 陈立民 2006 物理学报 55 1529]

    [11]

    Xu J, Xie P H, Si F Q, Li A, Liu W Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 024204 (in Chinese) [徐晋,谢品华,司福祺, 李昂, 刘文清 2012物理学报 61 024204]

    [12]

    Zhou B, Liu W Q, Qi F, Li Z B, Chui Y J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1818 (in Chinese) [周斌,刘文清,齐峰, 李振壁, 崔延军 2001 物理学报 50 1818]

    [13]

    Bovensmann H, Burrows J P, Buchwitz M, Frerick J, Noel S, Rozanov V V, Chance K V, Goede A P H 1999 J. Atmos. Sci. 56 127

    [14]

    Burrows J P, Holzle E, Goede A P H, Visser H, Fricke W 1995 Acta Astronaut. 35 445

    [15]

    Buchwitz M, Beek R, Bramstedt K, Noel S, Bovensmann H, Burrows J P 2004 Atmos. Chem. Phys. 4 1945

    [16]

    Krijger J M, van W M, Aben I, Frey R 2007 Atmos. Chem. Phys. 7 2881

    [17]

    Frankenberg C, Platt U, Wagner T 2005 Atmos. Chem. Phys. 5 9

    [18]

    Rodgers C D 1976 Rev. Geophys. 14 609

    [19]

    Perliski L M, Solomon S 1993 J. Geophys. Res. Atmos. 98 10363

    [20]

    Wagner T, Burrows J P, Deutschmann T, Dix B, Friedeburg C, Frieβ U, Hendrick F, Heue K P, Irie H, Iwabuchi H, Kanaya Y, Keller J, McLinden C A, Oetjen H, Palazzi E, Petritoli A, Platt U, Postylyakovo O, Pukite J, Richter A, van Roozendael M, Rozanov A, Rozanov V, Sinreich R , Sanghavi S, Wittrock F 2007 Atmos. Chem. Phys. 7 1809

    [21]

    Buchwitz M, Beek R, Noel S, Burrows J P, Bovensmann H, Bremer H, Bergamaschi P, Korner S, Heimann M 2005 Atmos. Chem. Phys. 5 3313

    [22]

    Gloudemans A M S, Krol M C, Meirink J F, Laat A T J, Werf G R, Schrijver H, Broek M M P, Aben I 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L16807

    [23]

    Rothman L S, Jaquemart D, Barbe A 2005 Journal of Quantive Spectroscopy & Radiative Transfer 96 139

    [24]

    Hannelore K R, Geert K M 2011 MPI-Mainz-UV-VIS Spectral Atlas of Gaseous Molecules.//www.atmosphere.mpg.de/spectral-atlas-mainz

    [25]

    Schneider M, Romero P M, Hase F, Blumenstock T, Cuevas E, Ramos R 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 323

    [26]

    Greenblatt G, Orlando J, Burkholder J, Ravishankara A 1990 J. Geophys. Res. 95 18577

    [27]

    Solomon S, Portmann R W, Sanders R W, Daniel J S, Madsen W, Bartram B, Dutton E G 1999 J. Geophys. Res. 104 12047

    [28]

    Lee D S K,öhler I ,Grobler E, Rohrer F, Sausen R, Gallardo K L, Olivier J G J, Dentener F J, Bouwman A 1997 Atmos. Environ. 31 1735

  • [1]

    Sun Y W, Liu W Q, Wang S M, Huang S H 2011 Spectroscopy and Spectral Analysis 10 31 (in Chinese) [孙友文, 刘文清,汪世美,黄书华 2011光谱学与光谱分析 10 31]

    [2]

    Sun Y W, Liu W Q, Zeng Y, Wang S M, Huang S H 2011 Chin. Phys. Lett. 28 073302

    [3]

    Sun Y W, Liu W Q, Wang S M, Huang S H, Yu X M 2011 Chin. Opt. Lett. 3 9

    [4]

    Shindell D T, Faluvegi G, Koch D M, Schmidt G A, Unger N, Bauer S E 2009 Science 326716

    [5]

    Buchwitz M, Rozanov V V, Burrows J P 2000 J. Geophys. Res. 105 15231

    [6]

    Gerilowski K, Tretner A, Krings T, Buchwitz M, Bertagnolio P P, Belemezov F, Erzinger J, Burrows J P, Bovensmann H 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 215

    [7]

    Krings T, Gerilowski K, Buchwitz M, Reuter M, Tretner A, Erzinger J, Heinze D, Burrows J P, Bovensmann H 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 2207

    [8]

    Platt U, Perner D, Patz H 1979 J. Geophys. Res. 84 6329

    [9]

    Si F Q, Xie P H, Dou K, Zhan K, Liu Y, Xu J, Liu W Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 2867 (in Chinese) [司福祺,谢品华,窦科,詹铠,刘宇,徐晋,刘文清2010 物理学报 59 2867]

    [10]

    Hao N, Zhou B, Chen L M 2006 Acta Phys. Sin. 55 1529 (in Chinese) [郝楠, 周斌, 陈立民 2006 物理学报 55 1529]

    [11]

    Xu J, Xie P H, Si F Q, Li A, Liu W Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 024204 (in Chinese) [徐晋,谢品华,司福祺, 李昂, 刘文清 2012物理学报 61 024204]

    [12]

    Zhou B, Liu W Q, Qi F, Li Z B, Chui Y J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1818 (in Chinese) [周斌,刘文清,齐峰, 李振壁, 崔延军 2001 物理学报 50 1818]

    [13]

    Bovensmann H, Burrows J P, Buchwitz M, Frerick J, Noel S, Rozanov V V, Chance K V, Goede A P H 1999 J. Atmos. Sci. 56 127

    [14]

    Burrows J P, Holzle E, Goede A P H, Visser H, Fricke W 1995 Acta Astronaut. 35 445

    [15]

    Buchwitz M, Beek R, Bramstedt K, Noel S, Bovensmann H, Burrows J P 2004 Atmos. Chem. Phys. 4 1945

    [16]

    Krijger J M, van W M, Aben I, Frey R 2007 Atmos. Chem. Phys. 7 2881

    [17]

    Frankenberg C, Platt U, Wagner T 2005 Atmos. Chem. Phys. 5 9

    [18]

    Rodgers C D 1976 Rev. Geophys. 14 609

    [19]

    Perliski L M, Solomon S 1993 J. Geophys. Res. Atmos. 98 10363

    [20]

    Wagner T, Burrows J P, Deutschmann T, Dix B, Friedeburg C, Frieβ U, Hendrick F, Heue K P, Irie H, Iwabuchi H, Kanaya Y, Keller J, McLinden C A, Oetjen H, Palazzi E, Petritoli A, Platt U, Postylyakovo O, Pukite J, Richter A, van Roozendael M, Rozanov A, Rozanov V, Sinreich R , Sanghavi S, Wittrock F 2007 Atmos. Chem. Phys. 7 1809

    [21]

    Buchwitz M, Beek R, Noel S, Burrows J P, Bovensmann H, Bremer H, Bergamaschi P, Korner S, Heimann M 2005 Atmos. Chem. Phys. 5 3313

    [22]

    Gloudemans A M S, Krol M C, Meirink J F, Laat A T J, Werf G R, Schrijver H, Broek M M P, Aben I 2006 Geophys. Res. Lett. 33 L16807

    [23]

    Rothman L S, Jaquemart D, Barbe A 2005 Journal of Quantive Spectroscopy & Radiative Transfer 96 139

    [24]

    Hannelore K R, Geert K M 2011 MPI-Mainz-UV-VIS Spectral Atlas of Gaseous Molecules.//www.atmosphere.mpg.de/spectral-atlas-mainz

    [25]

    Schneider M, Romero P M, Hase F, Blumenstock T, Cuevas E, Ramos R 2010 Atmos. Meas. Tech. 3 323

    [26]

    Greenblatt G, Orlando J, Burkholder J, Ravishankara A 1990 J. Geophys. Res. 95 18577

    [27]

    Solomon S, Portmann R W, Sanders R W, Daniel J S, Madsen W, Bartram B, Dutton E G 1999 J. Geophys. Res. 104 12047

    [28]

    Lee D S K,öhler I ,Grobler E, Rohrer F, Sausen R, Gallardo K L, Olivier J G J, Dentener F J, Bouwman A 1997 Atmos. Environ. 31 1735

  • [1] 孙友文, 刘文清, 谢品华, 陈嘉乐, 曾议, 徐晋, 李昂, 司福祺, 李先欣. 红外差分光学吸收光谱技术测量环境大气中的水汽 . 物理学报, 2012, 61(14): 140705. doi: 10.7498/aps.61.140705
    [2] 孙友文, 谢品华, 徐晋, 周海金, 刘诚, 王杨, 刘文清, 司福祺, 曾议. 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO2垂直柱浓度. 物理学报, 2013, 62(13): 130703. doi: 10.7498/aps.62.130703
    [3] 司福祺, 刘建国, 谢品华, 张玉钧, 窦 科, 刘文清. 差分吸收光谱技术监测大气气溶胶粒谱分布. 物理学报, 2006, 55(6): 3165-3169. doi: 10.7498/aps.55.3165
    [4] 司福祺, 刘建国, 谢品华, 张玉钧, 李 昂, 秦 敏, 李玉金, 窦 科, 李素文, 刘文清. 光纤模式混合器在差分吸收光谱系统中的应用研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1825-1830. doi: 10.7498/aps.56.1825
    [5] 田园, 孙友文, 谢品华, 刘诚, 刘文清, 刘建国, 李昂, 胡仁志, 王薇, 曾议. 地基高分辨率傅里叶变换红外光谱反演环境大气中的CH4浓度变化. 物理学报, 2015, 64(7): 070704. doi: 10.7498/aps.64.070704
    [6] 孙友文, 刘文清, 汪世美, 黄书华, 曾议, 谢品华, 陈军, 王亚萍, 司福祺. 单组分双分析通道红外气体检测方法研究. 物理学报, 2012, 61(14): 140704. doi: 10.7498/aps.61.140704
    [7] 周斌, 刘文清, 齐峰, 李振壁, 崔延军. 差分吸收光谱法测量大气污染的浓度反演方法研究. 物理学报, 2001, 50(9): 1818-1823. doi: 10.7498/aps.50.1818
    [8] 刘志勇, 陈海燕. InP/InGaAsP多量子阱自发辐射谱的解析函数. 物理学报, 2017, 66(13): 134204. doi: 10.7498/aps.66.134204
    [9] 司福祺, 谢品华, 窦科, 詹铠, 刘宇, 徐晋, 刘文清. 被动多轴差分吸收光谱大气气溶胶光学厚度监测方法研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2867-2872. doi: 10.7498/aps.59.2867
    [10] 齐 锋, 刘文清, 周 斌, 李振壁, 崔延军. 对差分光学吸收光谱法的监测数据进行实时预测研究. 物理学报, 2003, 52(5): 1307-1312. doi: 10.7498/aps.52.1307
    [11] 王杨, 李昂, 谢品华, 陈浩, 徐晋, 吴丰成, 刘建国, 刘文清. 多轴差分吸收光谱技术反演气溶胶消光系数垂直廓线. 物理学报, 2013, 62(18): 180705. doi: 10.7498/aps.62.180705
    [12] 刘进, 邹莹, 司福祺, 周海金, 窦科, 王煜, 刘文清. 基于差分吸收光谱技术的大气痕量气体二维观测方法. 物理学报, 2015, 64(16): 164209. doi: 10.7498/aps.64.164209
    [13] 周海金, 刘文清, 司福祺, 窦科. 多轴差分吸收光谱技术测量近地面NO2体积混合比浓度方法研究. 物理学报, 2013, 62(4): 044216. doi: 10.7498/aps.62.044216
    [14] 郝 楠, 周 斌, 陈立民. 利用差分吸收光谱法测量亚硝酸和反演气溶胶参数. 物理学报, 2006, 55(3): 1529-1533. doi: 10.7498/aps.55.1529
    [15] 周 斌, 郝 楠, 陈立民. 夫琅禾费线对差分光学吸收光谱法测量大气污染气体影响的研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4445-4450. doi: 10.7498/aps.54.4445
    [16] 徐晋, 谢品华, 司福祺, 李昂, 刘文清. 机载多轴差分吸收光谱技术获取对流层NO2垂直柱浓度的研究. 物理学报, 2012, 61(2): 024204. doi: 10.7498/aps.61.024204
    [17] 王杨, Wagner Thomas, 李昂, 谢品华, 伍德侠, 陈浩, 牟福生, 张杰, 徐晋, 吴丰成, 刘建国, 刘文清, 曾议. 多轴差分吸收光谱技术的云和气溶胶类型鉴别方法研究. 物理学报, 2014, 63(11): 110708. doi: 10.7498/aps.63.110708
    [18] 王杨, 谢品华, 李昂, 曾议, 徐晋, 司福祺. 直射太阳光差分吸收光谱法测量合肥NO2 整层柱浓度. 物理学报, 2012, 61(11): 114209. doi: 10.7498/aps.61.114209
    [19] 王杨, 李昂, 谢品华, 陈浩, 牟福生, 徐晋, 吴丰成, 曾议, 刘建国, 刘文清. 多轴差分吸收光谱技术测量NO2对流层垂直分布及垂直柱浓度. 物理学报, 2013, 62(20): 200705. doi: 10.7498/aps.62.200705
    [20] 任红梅, 李昂, 胡肇焜. 基于多轴差分吸收光谱技术测量青岛市大气水汽垂直柱浓度及垂直分布. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200588
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-20
  • 修回日期:  2012-07-25
  • 刊出日期:  2013-01-05

差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 环境光学与技术重点实验室, 合肥 230031
    基金项目: 

    国家高新技术研究发展计划(批准号: 2009AA063006)、国家自然科学基金(批准号: 40805015)和安徽省优秀青年科技基金(批准号: 10040606Y28)资助的课题.

摘要: 研究了差分吸收光谱技术在工业污染源烟气排放监测中的应用及实现. 借助于独立的采样和前处理系统去除烟尘和水汽对光谱拟合的影响. 为避免高浓度的SO2在常温下发生光解, 将经前处理后的烟气加热至150 ℃进行测量. 采用Voigt线型对SO2, NO, NO2在185–235 nm波段的吸收截面进行了展宽, 获得了高温气体的标准吸收截面, 并与归一化的光谱仪仪器函数进行卷积得到了光谱拟合所需的有效吸收截面. 将反演结果与非分散红外分析仪的测量结果进行了实时对比, 获得了较好的一致性, 验证了差分吸收光谱方法高准确度测量工业污染源烟气排放的可行性.

English Abstract

参考文献 (28)

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