发布日期：2025-06-25 12:03:35 烟气测量，是守护蓝天、保障生产的关键环节。无论是确保企业排放达标、满足日益严格的环保法规，还是优化燃烧过程以提高能效、减少污染，乃至精准定位污染源头、评估治理设施效果，实时、全面、精准地掌握烟气成分都至关重要。然而，传统烟气分析方法往往存在响应滞后、难以原位测量、单次只能分析少数组分等局限。
如何突破这些瓶颈，实现更高效、更智能的烟气监测？光纤光谱仪凭借其独特的技术优势，正在为烟气测量领域带来革命性突破，在多个关键场景中展现出不可替代的价值。
挑战：环保法规（如CEMS要求）对固定污染源排放的多种污染物（如SO₂、NOx、CO、CO₂、O₂、H₂O、未燃尽碳氢化合物等）浓度有严格限值和实时监测要求。传统方法难以满足高频率、多组分同时监测的需求。
解决方案：光纤光谱仪的核心优势在于其在线连续监测能力。通过将特制的耐高温、耐腐蚀探头直接插入烟道内部，利用激光激发烟气分子产生光纤散射光，再由光纤传回分析仪进行实时解析。该技术可在秒级时间内，同时定量分析十几种关键气体组分，并精确表征颗粒物特性（如浓度、粒径分布）。
价值体现：为环保监管部门和企业提供真实、连续、全面的排放数据，确保全天候符合环保法规要求，有效规避超标风险。有研究表明，相较于传统抽取式系统，基于光纤原理的在线监测在复杂烟气环境下展现出更高的数据可靠性和稳定性。
挑战：燃烧效率直接关系到能源消耗和污染物（如NOx、CO）生成量。核心在于优化燃料与空气的比例（空燃比），这需要精准掌握燃烧核心区域（如炉膛、燃烧器附近）的O₂浓度、温度分布及关键组分（如CO）的实时变化。
解决方案：光纤光谱仪的原位测量能力使其成为燃烧诊断利器。探头可直接部署在高温、高粉尘的炉膛内部或燃烧器附近，实时反馈燃烧核心区域的动态信息。例如，通过精确测量O₂浓度和温度分布，可即时调整送风量；通过监测CO浓度，可判断燃烧是否充分，是否存在化学不完全燃烧导致的燃料浪费和污染加剧。
价值体现：基于实时数据精准调控燃烧过程，显著提高燃烧效率（通常可提升几个百分点），减少燃料消耗和运营成本，同时从源头降低NOx、CO等污染物的生成量，实现经济效益与环境效益双赢。国内某大型电厂采用该技术优化锅炉燃烧后，年节约标煤数千吨。
挑战：在大型工业园区或复杂厂区内，存在多个潜在排放源时，快速、准确地锁定特定污染物（如有毒气体、VOCs）的排放源头，对于污染控制和环境应急处置至关重要。传统排查方法耗时费力，效率低下。
解决方案：将光纤光谱仪与移动监测平台（如车载、便携式设备）结合，发挥其快速响应、多组分同时分析的优势。技术人员可携带设备在疑似区域灵活移动，对空气或排放口烟气进行实时检测。通过比对不同点位特定污染物的浓度梯度变化，结合气象信息，能够迅速缩小范围，精确定位排放源。
价值体现：极大提升了污染源排查和应急响应的效率，为精准执法和环境风险管理提供强有力的技术支撑，有效解决“溯源难”的问题。
挑战：评估脱硫塔（去除SO₂）、SCR/SNCR脱硝系统（去除NOx）等环保设施的运行效果，关键在于实时掌握处理装置入口和出口烟气中目标污染物的浓度变化。传统方法存在采样延迟和分析频次低的问题。
解决方案：在脱硫塔、脱硝反应器的进出口烟道同时部署光纤探头，实现对关键污染物（SO₂、NOx等）浓度梯度的连续性高精度监测。系统可实时计算污染物去除效率，并同步监测相关参数（如O₂、温度、NH₃逃逸等）。
价值体现：为环保设施运行提供即时、可靠的性能反馈。操作人员可根据实时数据优化加药量（如脱硫剂、还原剂）、调整运行参数（如烟气温度、空速），确保设施始终运行在最佳状态，保障处理效率最大化，同时避免资源浪费和二次污染风险。
烟气检测主要采用差分吸收光谱技术（DOAS）。差分吸收光谱技术是一种光谱监测技术，其基本原理就是利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演出微量气体的浓度。
光纤光谱仪在可见光和紫外线波段广泛用于监测标准污染物O3、NO2、SO2和苯系物等，测量的种类仅限于对该波段的窄吸收光谱线的气体成分，但其对于大气平流层中的易反应气体OH、NO3和HONO的测量十分有效。和其他传统光学监测方法相比，可同时监测多种成分，但是其监测中受水汽和气溶胶影响较大。
适用范围：
适合高湿度、低 SO2、氨逃逸烟气成分分析；
各类脱硫脱硝 VOC 脱除设备效率的测定；
各种锅炉、工业炉窰的 SO2、NH3、NO、NO2、H2S 排放浓度测定 ；
各种生产工艺废气的烯烃类、芳烃类、醛酮、硫醇硫醚类、胺类酰胺类及杂环类有机物排放浓度测定。
总结：
光纤光谱仪绝非简单的分析仪器，其远程、实时、原位、多组分同步测量的核心能力，精准切中了烟气测量领域在环保达标、过程优化、污染溯源、设施评估中的核心痛点。它如同为复杂的工业烟气和燃烧环境装上了敏锐的“感知神经”，将看不见的气体成分转化为直观、可靠的数据流，驱动着更智能、更高效的污染控制和能源利用。在绿色发展时代，这项技术正成为守护蓝天、提升效能不可或缺的科技力量。
鉴知技术简介：
北京鉴知技术有限公司是一家以光谱检测技术为核心的专业公司。基于高灵敏度拉曼光谱技术及智能定量算法，开发了在线气体分析仪和在线拉曼分析仪，已在精细化工，生物制药，钢铁冶金等行业的工艺在线监测中大量使用，为用户显著提升工艺效率和产能。
常见问题：
1. 问：光纤光谱仪监测烟气需要采样预处理吗？
答：通常不需要复杂预处理。其探头可耐受高温高粉尘环境，直接原位测量，避免了采样延迟和样品失真问题。
2. 问：它能测烟气中的颗粒物吗？
答：是的。除了气体组分，该技术也可通过结合光学散射原理，对烟气中颗粒物的浓度和粒径分布进行一定程度的表征。
3. 问：相比传统CEMS，它的优势在哪里？
答：核心优势是多组分同步实时分析、真正原位测量（无需抽取）、维护量较低（无易损采样管线）、响应速度快（秒级），尤其适合复杂烟气环境。
4. 问：它能否用于燃烧器火焰内部的测量？
答：可行但极具挑战。需特殊设计探头耐受极高温度（>1500°C）及强辐射干扰，目前多应用于炉膛或靠近火焰的相对高温区域。
5. 问：它的监测数据能直接用于环保部门合规申报吗？
答：需要视具体法规要求而定。在一些地区，符合相关性能标准（如中国的HJ 76X系列标准）并完成适用性认证的系统，其数据可作为CEMS数据用于合规报告。需咨询当地环保主管部门。
