[发明专利]一种基于激光分析仪的颗粒物在线监测系统

说明书

本发明公开了一种基于激光分析仪的颗粒物在线监测系统，包括样品采集模块，样品采集模块与样品控制模块、样品分类模块、样品分配模块、激光分析模块、分析数据收集模块、分析数据转换模块、样品分析数据模块、数据线显示传输模块依次相连，样品控制模块由样品压缩装置、喷嘴阀、真空泵组成，样品采集模块的底部设有称重传感器，本装置通过分类分配的方式可以使得分析结果更加准确，对其检测污染物及其浓度更精准快捷，运用激光分析模块，结构简单，操作方便，适合对烟气中颗粒物的实时在线监测，设置有称重传感器，称重传感器可对样品采集装置进行重量检测，可直观的对采集的样品中的颗粒物含量进行检测。

技术领域

本发明涉及一种基于激光分析仪的颗粒物在线监测系统。

背景技术

随着经济发展和社会进步，人们的环保意识也日益增强。研究和实践都表明，燃烧所产生的烟气是大气环境最大的污染源。我国的《国家环境保护“十一五”规划》对烟气排放的治理提出了具体的要求，同时也制定了《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》的严格技术标准。因此，如何有效地控制和治理燃烧烟气污染物的排放，已成为政府部门乃至全社会关注的焦点，同时也成为相关科学研究工作的热点和前沿。

燃烧过程中产生的污染物种类很多，其危害形式也各不相同。烟气排放的许多有害气体如COx、SOx、NOx等，对生态环境以及全球气候的影响早已受到重视，并已经或正在采取措施来降低其危害。但是，对烟气排放中的多种有毒微粒元素如As、Hg、Pb、Cr、Cd等的危害，则直到上世纪末期才逐渐引起人们的重视。美国环境保护协会曾指出：在燃烧烟气排放的多种污染物中尤以亚微米量级的有毒微粒元素对人类的健康构成最大的威胁。这些有毒微粒元素会经煤燃烧、气燃烧、垃圾焚烧、黑色金属和有色金属冶炼等过程排放，然后在大气中扩散并长期驻留，不易降解。不但会造成对大气、水体和土壤等的污染，破坏生态环境，而且这些有毒的可吸入颗粒物一旦吸入人体，便会在体内沉积，并转化为毒性更大的相应有机化合物，产生致癌、致畸和致突变等作用，对人类健康造成严重危害。因此，对监测、控制和治理烟气中有毒微粒元素的需求非常迫切。

目前常用的检测烟气中污染物的方法代表性的有电感耦合等离子体发射光谱法ICP-AES和火焰光度分析法。这两种方法虽然提高了对污染物质的检测精度，但均须在实验室完成，且在检测前需对样品进行前期处理，因此，对检测环境要求严格、测试周期长，需耗费大量的人力、物力资源，无法在燃烧的过程中进行实时检测。XRF分析浓度范围较宽，但只适合于测量原子序数大于11的元素，且其检测精度和灵敏度不高；AAS灵敏度高，但是一次只能检测一种元素，进行多元素同时测量尚有困难。这些方法均不适合用于燃烧过程中烟气中有毒颗粒物的实时在线监测。

目前国际上提出采用激光击穿光谱LIBS技术来解决这一问题。LIBS是20世纪末期发展起来的一种全新的物质元素分析方法。该方法利用聚焦的高能量激光束将被检测物质击穿形成高温等离子体，由于各种物质都被激发到高能态，它们在回到基态的过程中将辐射出各自的特征光谱，通过分析这些光谱可得到被检测物质的种类和含量。LIBS检测烟气中重金属元素的研究刚起步，一般直接将烟气作为样品进行测量，如专利200820190025.2所述，但是由于烟气中有毒重金属元素的含量较低，这种直接检测的方法检测限不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种基于激光分析仪的颗粒物在线监测系统。

一种基于激光分析仪的颗粒物在线监测系统，包括样品采集模块，所述的样品采集模块与样品控制模块、样品分类模块、样品分配模块、激光分析模块、分析数据收集模块、分析数据转换模块、样品分析数据模块、数据线显示传输模块依次相连。

作为进一步改进，所述的分析数据转换模块为A/D转换器。

作为进一步改进，所述的样品控制模块由样品压缩装置、喷嘴阀、真空泵组成。

作为进一步改进，所述的激光分析模块由激光器、脉冲发生器、激光接收系统、分光器、检测器、反射装置组成。