紫外吸收光谱法监测硫化氢浓度的实验研究

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1、环境工程2009年2月第27卷第1期893紫外吸收光谱法监测硫化氢浓度的实验研究邹芸芸蔡小舒赵琴孟国鑫(上海理工大学颗粒与两相流测量技术研究所,上海200093)摘要:紫外吸收光谱法是利用不同气体在紫外波段对光具有选择吸收的特性来测量排放烟气中的气体成分和浓度。基于这种方法设计出一套能够实时、在线监测硫化氢的实验装置。在常温常压状态下,通过对测量的一次光谱进行分析,计算出硫化氢的标准吸收截面,选择合适的数据处理方法,减小浓度计算时的误差,可得出硫化氢的实时浓度值。关键词:紫外吸收光谱法;硫化氢;

2、在线监测;最小二乘法STUDYONMEASURINGCONCENTRATIONOFH2SWITHUVABSORPTIONSPECTROMETRYZouYunyunCaiXiaoshuZhaoQinMengGuoxin(InstituteofParticleandTwo2phaseFlowMeasurement,ShanghaiUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:UVabsorptionspectrometr

3、yisamethodformeasuringthegascomponentanditsconcentrationbythecharacteristicofselectiveabsorptionforlightintheUV2VISregion.Basedonthismethodasetofnewexperimentaldevicesforon2linemonitoringofhydrogensulfideisdesigned.Atnormalpressureandtemperature,asta

4、ndardabsorptioncross2sectioncanbecalculatedthroughanalyzingoneabsorptionspectrum,selectingsuitabledataprocessingmethods,thusobtainingthereal2timeconcentrationsofhydrogensulfide.Keywords:UVabsorptionspectrometry;hydrogensulfide;on2linemonitoring;least

5、2squaremethod0引言染和固定污染源监测的理想工具。通过研究紫外吸硫化氢作为一种无色,剧毒,弱酸性,具有明显臭收光谱法,研制基于该方法的在线气态污染物监测实3鸡蛋气味的气体,其毒性仅次于氰化钾,在700mgPm验装置,对在线监测H2S浓度进行研究。下瞬间就可致人伤残或死亡。其污染源主要有工业1测量原理生产过程中的废气、施肥和生活排泄物的处理等,因由于分子结构不同,气体分子对不同波长光谱的此必须对此类H2S气体污染源进行严格监控。吸收也存在差异。即每一种物质对于辐射的吸收是常见的检测硫化

6、氢的方法亚甲基蓝分光光度法有选择性的,都具有各自的特征吸收光谱,吸收光谱等化学方法,其基本原理是硫化氢气体被吸收液吸收分析法就是利用物质的这种特性来测定物质浓度。[2]后,与其反应生成沉淀物,根据生成物颜色深浅,用目紫外吸收光谱技术是以Lambert2Beer定律为基础。视比色定量或用分光光度计比色测定。这些方法存当一束单色平行光穿过一非色散均匀介质时,介质浓在一些缺点:一是吸收液很容易受到环境影响而变度为C,沿光束传播方向上长度为L,则穿过介质前质;二是采样过程中H2S气体极易氧化而影响测量准

7、的光强I0和穿过介质后的光强I的关系为:确性。并且这些方法都不能够实时、在线地监测硫化I0(λ)A(λ)=ln=σ(λ)CL(1)氢气体浓度。光谱分析技术是当前重要污染指标和I(λ)污染排放常规监测在线监测技术的发展方向和技术式中I(λ)———透射光强;主流[1],紫外吸收光谱分析法具有高灵敏度、高分辨I0(λ)———发射光强;率、多组分、实时、快速监测的特点,正在成为大气污C———被测气体浓度;3教育部博士学科点专项科研基金项目(20060252003);上海市教委基金(05EZ11)。环境工

8、程902009年2月第27卷第1期L———光通过吸收介质的距离;C=∑A(λ)P[L×∑σ(λ)](7)λλA(λ)———吸收度,与介质浓度和光程成正比;由于存在各种误差,利用式(5)不同波长计算所σ(λ)———吸收截面,随波长、压力、温度的不同而得的结果并不完全一样,为求得真实值,使实测光谱[3]变化而与I0(λ)、C、L等无关。与计算光谱之间的差方之和r最小,即最小二乘法可将测得的吸收度与实验室分析得到的吸收截面表达为:σ(λ)比较,就可以得到被测气体的浓度,因此确定准N2确的吸收截面是吸收