流程工业排污气体在线自动监测系统的构建与研究

摘要

对烟道污染气体排放的实时监测是流程工业固定污染源得到有效治理的前提，本文针对目前国内对烟道污染气体监测，所采用气体抽样配合化学分析的离线分析方法存在的测量稳定性和准确性较差等的问题，提出了将差分吸收光谱技术与虚拟仪器技术相结合，研究和构建了一套流程工业排污气体在线自动监测系统。该系统具有真正意义上的非侵入式、实时、连续在线监测等特点，并且能在不改变被测试样成分的前提下，对排污废气进行连续测量，系统测量的稳定性和准确性也相应的得到了提高。
　　 本文首先介绍了气体分子的吸收光谱特性及其吸收光谱产生的机理。在光吸收定律的基础上，分析研究了采用差分吸收光谱法(DOAS)测量排放烟气中污染气体浓度的实验测量技术和数据处理方法，根据Lambert-Beer定律，利用烟气成分吸收光谱的快变部分来测定其浓度，在DOAS测量过程分析的基础上，在LabVIEW中完成了DOAS数据处理。其次提出了步进电机细分以及升降速控制的算法，在LabVIEW中实现这些算法功能，通过NI PCI-6259数据采集卡输出信号，实现了三相反应式步进电机的良好控制。在完成了DOAS数据处理和实现步进电机驱动控制的基础上，集合对各种烟气参数的采集，运用虚拟仪器技术模块化的编程思想，构建了排污气体在线监测软件系统，该系统可以在一台计算机上完成流程工业排污废气的在线监测、数据处理存储及远程传输。
　　 本文通过实验与理论的相结合，证明了将DOAS方法运用到流程工业排污气体监测系统，能达到实时、连续监测的要求，并且其测量的稳定性及结果的精度都得到了很大的提高，具有较为广泛的应用前景，而且为此类污染源实时监测设备的开发提供了理论支持和实验基础。