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FTIR在垃圾焚烧监测中的应用

作者：文秋真

来源：《大东方》2019年第10期

摘要：在社会的不断发展过程中，人们环保理念也在不断地提升，垃圾焚烧发电这一领

域就属于我国环保行业较为新型的一个领域。然而垃圾焚烧发电产生大量有害有毒气体。只有

对垃圾焚烧烟气排放进行连续在线监测，才能真正对污染物浓度以及烟气排放总量进行定性及

定量评估等。目前，针对烟气排放监测需要采用多台仪表同时监测才能实现比较完整监测，相

比于紫外差分光谱技术与可调谐半导体激光光谱技术，傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）可

以进行多组分气体在线测量，实现多种气体同时定性和定量分析，产生的效益更大，同时更具

有灵活性，具有非常重要的意义。

关键词：FTIR;垃圾焚烧;气体监测

污染气体浓度监测技1术概述

傅立叶变换红外光谱技术（FTIR）是一种传统的光谱测量技术，广泛应用于气体分析

中，一台FTIR分析仪最多可分析烟气中50多个组分，可检测SO2、NO、CO等多种气体浓

度。FTIR工作原理：采用双光路系统、红外光通过被测气体后、由望远镜接收、经干涉仪分

光后得到干涉图、再利用傅立叶变换得到气体光谱信息，最后通过计算得出待测气体的浓度。

FTIR法具有响应快、谱线范围宽等特点。非分散红外吸收光谱技术（NDIR）是一种基于气体

吸收理论的光谱测量技术，于2011年、2014年，我国环保部已将NDIR技术作为测定固定污

染源废气中SO2和NO的规范监测方法，并制定环境保护标准。NDIR系统一般由光源、调制

器、滤波器和探测器组成，在仪器工作时，光源发出的红外光经调制后、呈两束平行光进入气

室，红外光吸收待测气体后，红外光谱强度发生变化，通过比较光谱变化量从而得出气体浓

度。NDIR技术在固定污染源及机动车废气排放检测中得到较广泛的应用，可实时检测SO2、

NO、CO、CO2等多种气体浓度。紫外荧光法（UF）采用吸收光谱、荧光光谱能级跳跃原理

对气体进行检测，常用于大气环境监测。可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是一种

无交叉干扰的高分辨率的气体光谱测量技术，该技术采用可调谐半导体激光器作为系统光源，

不仅增强了发射光谱的单模特性、而且有效去除了干扰组分对待测气体的影响。该技术具有分

辨率高、精度高（可达到ppm、甚至ppb级别）等特點。

垃圾焚烧监烟气在线监测2系统

烟气在线监测系统通过特殊的仪器设备对空气中含有的颗粒物、气态污染物等进行浓度的

监测，并且对向着空气中进行排放的污染物进行持续监测工作，另外还对环保型的设备例如除

尘器、脱硫脱酸设备等进行相应的管理和监控，根据烟气在线监测系统的运用，保证污染物达

到一定的标准之后再进行排放，这样能够最大限度的保证空气质量。烟气在线监测系统通过颗

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粒物检测子系统、气态污染物检测子系统、烟气参数监控子系统、数据采集和处理子系统四个

主要的环节组成，对空气中的气态污染物、温度压力、烟气浓度等进行实时的测量工作。在垃

圾焚烧行业中进行烟气中的污染物进行测量中，气态类的污染物一般就是对于二氧化硫、氮氧

化物等物质进行测量，它们在空气中以漂浮的状态存在，对周围的环境会形成非常大影响。通

过对污染物排放量的监测，对后期进行环境保护工作提供基本的数据和资料，也能够通过监测

数据对环境污染程度进行衡量。

在线监测系统的应用3

傅立叶变换红外光谱分析仪3.1

FT-IR监测子系统，对于烟气系统中气态的污染物进行监测，对其湿度进行测量，例如

H2O、NOx（NO2、NO）、HF、SO2、CO、HCl、NH3和CO2等。监测子系统对于存在于烟

气中的固体颗粒物浓度要进行监测。对子系统进行辅助监测的环节中，主要是对温度、流量以

及压力的监测。数据的采集和处理顾名思义对所采集的数据进行全过程的处理，从采集、处理

再到存储等，后期形成报表呈现出来。对于污染物中氧量、温度、污染物参数、压力以及流量

等进行测定，将污染物的排放浓度和数量等根据标准进行对比。上面各种子系统中，FT-IR监

测子系统占有非常重要的作用，技术应用方式也是必威体育精装版的。

多3.2组分红外分析仪

一般情况下，通过1个测量滤光