基于激光吸收光譜的主要人為氨排放源在線檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、氨氣對(duì)環(huán)境大氣、土壤、水體中的氮循環(huán)起關(guān)鍵作用，研究農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)點(diǎn)源、機(jī)動(dòng)車移動(dòng)源這幾類排放權(quán)重高、有規(guī)律的人為氨排放源的在線檢測(cè)方法并掌握其排放規(guī)律，對(duì)研究全球氮循環(huán)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。論文針對(duì)氨排放在線檢測(cè)的技術(shù)需求，研究了氨氣高溫特征光譜檢測(cè)方法及濃度精確反演算法，并開展區(qū)域型氨排放通量在線檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用研究。
　　研究了氨氣在近紅外波段的振轉(zhuǎn)吸收譜帶和氨的配分函數(shù)，分析了6528.8cm-1附近的吸收光譜特性;建立了

2、高溫氨氣近紅外波段激光吸收光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了高溫氨氣特征光譜及線強(qiáng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，獲得了室溫和500～700K不同溫度、不同壓力下氨氣的特征吸收光譜，并分析得到了常溫及高溫環(huán)境的線型和線強(qiáng)參數(shù)。
　　研究了基于高分辨近紅外吸收光譜高溫氨氣濃度反演算法，建立了基于特征光譜解析、多線Voigt線型擬合、溫度參數(shù)修正的高溫氨氣濃度反演算法模型和實(shí)際測(cè)量環(huán)境下的光譜相關(guān)性分析算法，對(duì)多吸收線交疊的線型擬合殘差優(yōu)于±2％，當(dāng)測(cè)量光譜與標(biāo)準(zhǔn)光

3、譜的相關(guān)系數(shù)優(yōu)于85％時(shí)檢測(cè)相對(duì)誤差＜5％，高溫氨濃度反演的精度約4％。研發(fā)了高溫氨氣在線檢測(cè)系統(tǒng)控制和濃度反演軟件，開展了高溫氨逃逸現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果表明:脫硝催化還原反應(yīng)氨逃逸與NOx濃度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)特征。采用高溫伴熱尾氣取樣系統(tǒng)開展了機(jī)動(dòng)車尾氣氨氣排放在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，怠速約為800r/min時(shí)，氨排放平均濃度約1.64ppm，轉(zhuǎn)速提高到1500r/min時(shí)，氨排放平均濃度約為2.24ppm，結(jié)果表明:隨著轉(zhuǎn)速升高，氨氣排放的濃

4、度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。
　　研究了OP-TDLAS技術(shù)結(jié)合bLS模型進(jìn)行通量監(jiān)測(cè)的有效性和數(shù)據(jù)融合方法，包括細(xì)化儀器架設(shè)光程、高度、數(shù)據(jù)平均周期等實(shí)驗(yàn)條件;優(yōu)化區(qū)域型開放式監(jiān)測(cè)方式并進(jìn)行一致性分析。通過開展農(nóng)田、養(yǎng)殖場(chǎng)氨排放監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究，獲得安徽皖北地區(qū)秸稈還田和農(nóng)田施肥共同作用下的土壤氨排放規(guī)律，結(jié)果表明施肥對(duì)氨排放的增勢(shì)效應(yīng)更快并且持續(xù)時(shí)間更短，而秸稈還田的增勢(shì)效果更明顯、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)久。在黃淮海平原開展農(nóng)田施肥氨排放監(jiān)測(cè)，在施肥后