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燃煤锅炉高温腐蚀气体激光在线监测设备研究 被引量：1
1
作者 李龙 师帅 +5 位作者 宫廷 田亚莉 郭古青 邱选兵 熊小鹤 李传亮 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1060-1067,共8页
燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长... 燃煤锅炉燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。H2S和CO是燃煤锅炉燃烧场的两种主要高温腐蚀气体,它们不仅腐蚀锅炉近壁面,尾气对大气环境的危害也极其严重。基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术,结合波长调制光谱技术和频分复用技术,研制了一款无人值守的燃煤锅炉主燃区的H_(2)S和CO气体浓度实时在线监测设备。仿真模拟了6335~6341 cm^(-1)范围内的气体吸收光谱,并选定1.5μm附近的近红外激光器作为激光光源。研制了一套耐高温耐腐蚀的Herriott型多光程池,使激光与气体相互作用的有效光程达15 m;开发了硬件电路及相应的固件程序,实现了H2S和CO吸收光谱信号的二次解调与浓度反演。线性度和Allan方差实验表明,其线性拟合相关系数分别为0.9998和0.9995,在73 s和53 s的积分时间下,H_(2)S和CO的最低检测极限分别为0.2×10^(-6) mol/mol和0.344×10^(-6) mol/mol。最后,将研制的设备在某300 MW电负荷的四角切圆燃煤锅炉主燃区燃烧气氛场进行应用示范,对水冷壁附近的H2S和CO进行同步测量。结果表明,锅炉中H2S和CO的浓度呈正相关,厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,造成对水冷壁的腐蚀。 展开更多
关键词 锅炉水冷壁腐蚀 波长调制光谱 频分复用 高温多光程吸收池 长期在线监测
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纯聚丙烯腈在密闭空间中高温热解的分子动力学
2
作者 刘怡婷 王庚乾 +8 位作者 和小虎 邱选兵 田亚莉 郭古青 宫廷 孙小聪 周月婷 李传亮 李光跃 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期40-48,共9页
聚丙烯腈(PAN)是一种典型的高分子聚合物,在电化学、纤维工业等方面有广泛应用。当前对纯PAN高温热解的理论研究还不够充分,机理尚不明确。文中使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对该体系展开了研究。对聚合度为10和20的PAN体系进行... 聚丙烯腈(PAN)是一种典型的高分子聚合物,在电化学、纤维工业等方面有广泛应用。当前对纯PAN高温热解的理论研究还不够充分,机理尚不明确。文中使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对该体系展开了研究。对聚合度为10和20的PAN体系进行了恒温热解模拟,设定1800 K,2400 K,2800 K和3200 K这4种温度。计算发现,较低温度时以“环化与交联”反应为主,而较高温度时“脱氢”和“环化与交联”反应都很显著。另外,主要气体产物为H_(2),大部分碳原子通过交联反应生成少数的多碳分子,且几乎没有发生“脱氮”反应。结果表明,PAN的真空高温热解不利于纯碳结构的生成,但是可能有助于氮掺杂碳材料的研究。 展开更多
关键词 聚丙烯腈 高温热解 ReaxFF力场 分子动力学
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基于腔衰荡的多谱线光谱分析
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作者 原康杰 周月婷 +4 位作者 宫廷 闫翔 孙小聪 邱选兵 李传亮 《中国光学(中英文)》 2025年第6期1298-1306,共9页
激光吸收光谱技术因具有高灵敏度、快速响应和实时在线检测等优势,在大气环境监测、工业生产、医疗诊断等领域得到广泛应用。谱线混叠干扰是激光吸收光谱技术面临的主要问题之一,针对该问题,本文提出了一种基于腔衰荡光谱(CRDS)的多谱... 激光吸收光谱技术因具有高灵敏度、快速响应和实时在线检测等优势,在大气环境监测、工业生产、医疗诊断等领域得到广泛应用。谱线混叠干扰是激光吸收光谱技术面临的主要问题之一,针对该问题,本文提出了一种基于腔衰荡光谱(CRDS)的多谱线光谱分析方法,搭建了基于自主设计笼式结构的Fabry-Pérot腔的腔衰荡光谱(CRDS)气体检测系统,并选取乙炔(C_(2)H_(2))在6452 cm^(-1)至6453 cm^(-1)范围内的7条吸收谱线作为研究对象进行实验。实验结果表明,该系统能够精确测量并拟合C_(2)H_(2)的多谱线吸收光谱,最低检测极限为3.517×10^(-8)cm^(-1),对应C_(2)H_(2)气体的最小检测体积比为4.37×10^(-6)。此外,利用定标过的高精度真空计测量腔内压强,结合气体吸收光谱的压力展宽效应,精确计算了3条谱线的压强展宽系数,相对偏差均低于0.04。本研究为激光吸收光谱技术中的多谱线分析提供了一种新的方法,提高了测量准确性和适用性。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 多谱线光谱分析 痕量气体测量 压强展宽系数
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