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基于拉曼光谱的转炉烟气中多组分气体在线分析方法研究
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作者 郑传新 刘晓萌 +6 位作者 李泉 孟征 王恩宁 司星宇 王健年 李振林 王红球 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期146-151,共6页
冶金行业中,转炉烟气的在线分析普遍采用激光吸收光谱法等单组分气体分析技术,实践中需使用多传感器的组合以同时监测CO、CO_(2)、O_(2)、H_(2)等多组分,分析系统整体的复杂程度和成本高,响应速度慢,逐个传感器的日常校正维护工作量大... 冶金行业中,转炉烟气的在线分析普遍采用激光吸收光谱法等单组分气体分析技术,实践中需使用多传感器的组合以同时监测CO、CO_(2)、O_(2)、H_(2)等多组分,分析系统整体的复杂程度和成本高,响应速度慢,逐个传感器的日常校正维护工作量大。为简化在线分析系统的复杂度,提高分析效率,实现炼钢流程的降本增效,首创性的建立了一种转炉烟气中多组分气体实时在线分析的拉曼光谱方法,并首次研制了专用于炉气检测的多组分气体分析系统。通过检测CO、CO_(2)、N_(2)、O_(2)、H_(2)五组分的拉曼光谱特征峰强,对五组分含量进行同时定量分析。检测范围0.1%~100%,检测精密度RSD值均≤0.1%。分析系统中,样气处理模块采用耐高温探头和大功率抽气泵,快速、有效去除进入分析仪的样气中水分和灰尘,保证测试条件稳定;分析模块采用窄线宽532 nm激光器和透射式光谱仪,并通过空间光路设计以提高检测灵敏度,满足气体检测需求。相比于现有的单组分在线分析技术,所提出的多组分检测方法可同时给出五组分的定量结果,不受样气压力、测试条件变化影响,样气前处理难度低,检测准确度高,系统维护简单。N_(2)标准气体的拉曼散射信号特征峰强在24 h内波动≤0.48%。经标准样品验证,该方法检测误差≤0.3%,达到转炉烟气实时检测的需求。该方法不仅在冶金行业有广阔应用前景,还可通过模型扩展以拓展到其他多组分气体实时在线分析监测领域。 展开更多
关键词 拉曼光谱 在线气体分析 转炉烟气 多元标准曲线模型 冶金
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