가스 배출 연속 모니터링 시스템 (이하 CEMS) 은 화력 발전, 화학 공업, 석유화학, 철강, 쓰레기 소각, 코크스, 시멘트 등 업계의 각종 보일러, 가마에 광범위하게 응용되며, 산업 생산 과정에서 고정된 오염원의 가스 배출 및 가스 탈황, 탈질 시스템의 운행 및 통제를 온라인으로 모니터링하는 데 사용된다.

최근 몇 년 동안 차동 흡수 스펙트럼 (이하 DOAS) 기술을 기반으로 한 새로운 CEMS 시스템은 점차 주류 기술 노선이되었습니다.CEMS 시스템의 핵심 부품인 광섬유 분광기는 시스템 속의 광신호를 전기신호로 변환한 후 광전 전환 후의 신호를 관련 처리한 후 탈질, 탈황 전후 연기 중의 SO2, NO, NO2 등 기체의 함량을 정확하게 측정하는 것이 주요 역할이다.

우리는 광섬유 분광기와 DOAS를 이용하여 가스 농도를 반전시키는 전형적인 테스트 시스템 구조, 분광기 파라미터 선택 및 테스트 시스템에 미치는 영향에 대해 중점적으로 소개한다.

일반적인 DOAS 테스트 시스템

전형적인 DOAS 측정기체농도시스템은 연속광원(제논등, 듀테륨등 등), 가스실(또는 개방광로), 탐지기로 구성된다.그림 1은 시스템 다이어그램입니다.

DOAS는법연기 농도 측정 시험장치는 그림 2와 같다.시험장치는 기로와 광로 두 부분으로 나뉜다.가스 도로 부분은 주로 가스 공급원, 배기 캐비닛, 측정 풀 및 배기 가스 회수 풀 4 부분으로 구성됩니다.광로 부분은 주로 광원, 준직/초점 렌즈, 가스 풀, 광섬유 분광기로 구성되어 있다.고순도 질소 및 SO₂아니요 아니요₂표준 가스는 각각의 파이프라인을 통해 품질 유량 컨트롤러를 통과한 후 혼합관에 들어가 혼합되며, 유량 표시기를 통해 유량을 조절하고 표시할 수 있다.혼합된 기체는 반열관을 거쳐 측정못에 들어가고 측정못의 량끝은 석영렌즈로 밀봉한다.측정 풀의 출구에 열 저항을 설치하여 측정 풀을 흐르는 가스 온도를 측정하는 동시에 측정 풀의 중부에 차압계를 설치하여 가스 압력을 측정한다.측정 탱크에서 나온 가스는 배기가스 회수 탱크로 들어가 흡수된다.

분광기 선택 및 테스트 결과에 대한 영향

마이크로 광섬유 분광기의 주요 성능 매개변수는 스펙트럼 범위, 스펙트럼 해상도(FWHM), 잡산광, 광로 안정성, 비선형 효과 등이다.

1.스펙트럼 범위

필요에 따라 기체의 종류 특징인 흡수 스펙트럼 선의 범위를 분석하여 스펙트럼 기기의 파장 범위를 확정하는 동시에 해상도를 함께 고려해야 하며, 스펙트럼 범위가 넓을수록 해상도가 낮다.

2.스펙트럼 해상도

스펙트럼 해상도는 스펙트럼 대역폭이라고도 하며 일반적으로 nm 또는 cm-1로 표시됩니다.해상도가 높을수록 스펙트럼의 디테일을 분별하는 능력이 강하다. 다음 그림은 스펙트럼의 다른 해상도에서 측정한 결과이다.

3.잡산광

잡산광은 광로에서 탐지된 모든 비신호광을 말한다.잡산광의 존재는 CEMS 시스템의 탐지 제한, 신호 소음비, 농도 측정 정확도에 종합적으로 영향을 미치며, 잡산광이 작을수록 시스템 오차가 적다.

4.광로 안정성

광로 안정성은 주로 온도, 외력 가속도로 인한 광학 플랫폼의 형태 변화로 인한 파장과 폭 표류를 말한다.광로 안정성은 농도 측정 결과에 큰 영향을 미치며, AvaSpec-ULS 시리즈 분광기는 잡산광을 크게 낮추고 기계적 및 온도 안정성을 향상시켰으며, 이중 내장 모드 제거기와 다단계 복합 포물면 거울을 갖추고 있어 기계적 강도가 10배 향상되었다.

5.비선형

비선형은 분광기가 실제 폭과 이론 폭의 비율을 측정하는 것으로 정의된다.시스템 오차로서 비선형 효과는 흡광도를 측정할 때 곡선의 형상, 수치 및 각 구간의 비율에 영향을 줄 수 있다.

4. 결론

자외차분 스펙트럼법은 습법 탈황, 탈질 공정의 연기 연속 배출 시스템에 선천적인 우세를 가지고 있으며, 국내 DOAS 알고리즘 기반 상용 CEMS 시스템은 서로 다른 수요와 응용 환경에 따라 끊임없이 개선되고 업그레이드되고 있다.마이크로 광섬유 분광기는 부피가 작고 스캐닝 부품이 없으며 견고하고 안정적이라는 장점이 있어 CEMS 시스템 스펙트럼 탐지기의 선택이다.