[發明專利]一種高爐煙氣中微量硫化氫監測的紫外光譜檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201911193089.7
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111912805B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 徐曉軒;王斌;文虹鏡;車穎
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種光譜測量裝置，該裝置包括有光源(1)、分光鏡(9)、樣品池(2)、參比池(3)、探測器(4)、運算單元(5)、反射鏡(10)；所述光譜測量裝置還包括有組分消除裝置(6)用于檢測時消除待測成分、泵P1以及閥門V1-V4；所述光源(1)發出的入射光經分光鏡(9)后成為光強相同的透射光和反射光；其中透射光入射至樣品池(2)中的混合組分；反射光入射至所述混合組分的參比池(3)；所述探測器(4)探測所述透射光和所述反射光的透射光光強；所述運算單元(5)對探測器(4)得到的所述透射光光強進行差分處理以得到所述組分濃度。

2.一種根據權利要求1所述的光譜測量裝置測量混合組分中至少一成分的檢測方法，其中所述混合組分中的所述成分是能光透過的物質；該檢測方法包括如下步驟：

步驟S1：所述光源入射至一充滿混合組分的所述樣品池，所述探測器探測該透射光；

步驟S2：將該混合組分泵入所述組分消除裝置，所述組分消除裝置能夠消除所述成分；

步驟S3：待所述步驟S2中所述成分被所述組分消除裝置消除盡后，再次通入所述樣品池；重復所述步驟S1的檢測過程；

步驟S4：所述探測器對步驟S1和步驟S4中的檢測結果由所述運算單元進行處理，得到所述成分在混合組分中的濃度；其中所述處理包括差分處理。

3.根據權利要求2所述的檢測方法，所述步驟S1還包括將光射到參比池檢測透射光的步驟。

4.一種根據權利要求1所述的光譜測量裝置檢測高爐煙氣中至少包括H₂S氣體的方法，所述方法包括步驟1：高爐(7)中高爐煙氣含有H₂S痕量氣體；打開所述閥門V1，V3，同時關閉所述閥門V2和V4，使含有所述H₂S痕量氣體的所述高爐煙氣充滿樣品池(2)中；

步驟2：待樣品池(2)中充滿所述高爐煙氣后，關閉所述閥門V1，V3；打開所述光源(1)，包括有紫外波段的光強相等的入射光分別入射到所述樣品池(2)中以及所述參比池(3)后透射，所述探測器(4)分別對這兩透射信號進行檢測，該檢測信號傳輸到所述運算單元(5)進行運算處理，得到OD′；

步驟3：打開所述閥門V4，保持所述閥門V1，V2，V3關閉；將測量完的高爐煙氣通過泵P1泵入組分消除裝置(6)對待測物質進行消除；

步驟4：關閉閥門V4，V1，打開閥門V2，V3；使消除了待測H₂S的高爐煙氣再次通入樣品池2中進行第二次的紫外分光光譜檢測，得到OD″；其檢測過程與步驟2相同；

步驟5：將兩次檢測得到的OD′以及OD″和已知的L、進行運算，由式(1)：得到H₂S痕量氣體在高爐煙氣中的含量；其中：所述式(1)中L為檢測H₂S氣體用樣品池的光程；是該待測物質的吸收系數的慢變部分；I(λ)是測量得到的采樣光譜的光強值；而I′₀(λ)是通過擬合I(λ)的慢變化得到的光強值；I″(λ)是將所述高爐煙氣中H₂S氣體全部吸收后再次測量得到的采樣光譜的光強值；而I″₀(λ)是通過擬合I″(λ)的慢變化得到的光強值。

5.根據權利要求2-4中任一項所述的方法，還包括檢測高爐煙氣中SO₂含量的紫外差分光譜檢測方法。

6.根據權利要求5所述的方法，檢測所述SO₂的檢測方法中的實際使用的波長區間是比所述SO₂氣體吸收波段區間更短的波長區間。