煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测OA北大核心CSTPCD
为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^(-6)到90×10^(-6)的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R2为0.9989;对浓度为20×10^(-6)的乙烯进行连续4000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^(-9)。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500~700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速最快,最大释放量约为40×10^(-6),温度高于700℃时乙烯释放量均开始减少。这一结果为进一步探索煤热解中乙烯的生成机理提供了理论和实验基础。
段政;孟星星;李凯亮;孙小聪;田亚莉;宫廷;李传亮;邱选兵;蔡廷栋;
太原科技大学应用科学学院,山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心,山西省光场调控与融合应用技术创新中心,山西太原030024江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州221116
物理学
可调谐半导体激光吸收光谱技术乙烯Allan方差波长调制煤热解
《光学精密工程》 2024 (005)
P.670-677 / 8
国家自然科学基金资助项目(No.U1810129,No.52076145,No.12304403);山西省留学人员科技活动项目(No.20230031);山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目(No.2023-151);山西省基础研究计划资助项目(No.202203021222204);太原科技大学科研启动资助基金(No.20222124,No.20232035)。
评论