摘要：氨是典型的零碳富氢燃料，其规模化应用可实现高温工业的源头化脱碳，助力“碳达峰碳中和”目标实现。但氨燃料反应活性低，稳燃范围窄，在高通量燃料来流时容易脱火造成显著氨逃逸，此外在选择性催化还原阶段，过量喷氨也是氨逃逸的重要来源。本文利用一台中心波长为10.4 μm(962.15 cm-1)的QCL激光器和自研的紧凑型单程高温气体池（T=120 ℃，P=30 kPa），开发了一套面向高温痕量氨逃逸检测的中红外光谱气体检测系统。首先基于直接吸收光谱技术测量了不同体积分数NH3标气在四种典型伴随气体(N2，Air，Ar，20%H2O)的吸收特征，并采用福伊特（Voigt）线型拟合方法获得了目标气体的吸收信息，验证了光谱参数可行性。随后采用波长调制光谱技术，测量较低体积分数的氨气。采用一次谐波归一化二次谐波（2f/1f）的检测方法对非气体吸收和背景噪声造成的信号强度变化影响进行抑制，通过建立谐波信号峰值与目标气体体积分数的关系，获得了检测系统的线性关系。使用直接吸收技术测量不同伴随组分中体积分数为100×10-6的氨气，其测量误差≤2.1%；而使用WMS技术可实现最低体积分数为1×10-6的氨气检测；通过Allan deviation分析获得检测系统在积分时间为13 s时系统的氨气检测下限为20×10-9。
文章目录
0 引 言
1 理 论
2 实验设计
2.1 吸收谱线选择
2.2 实验系统
3 实验结果与讨论
3.1 直接吸收光谱技术（DAS）
3.2 波长调制光谱技术（WMS）
4 结论
