排ガス排出連続監視システム（以下CEMSと略称する）は火力発電、化学工業、石化、鉄鋼、ごみ焼却、コークス化、セメントなどの業界の各種ボイラー、窯に広く応用され、工業生産過程における固定汚染源からの排ガス排出のオンライン監視及び排ガス脱硫、脱硝システムの運行と制御を指す。

近年、差分吸収スペクトル（以下DOASと略称する）技術に基づく新型CEMSシステムが主流の技術路線となりつつある。光ファイバー分光計はCEMSシステムの核心部品として、その主な役割はシステム中の光信号を電気信号に変換し、光電変換後の信号に関連する処理を行った後、脱硝、脱硫前後の煙ガス中のSO 2、NO、NO 2などのガスの含有量を正確に測定することができる。

光ファイバ分光計とDOAS反転ガス濃度を利用した典型的な試験システム構造、分光計パラメータ選択及び試験システムに対する影響を重点的に紹介する。

典型的なDOAS試験システム

典型的なDOAS測定ガス濃度システムは、連続光源（キセノンランプ、重水素ランプなど）、ガス室（または開放光路）、検出器から構成される。【図1】システム原理図：

DOAS法排ガス濃度測定試験装置を図2に示す。試験装置はガス路と光路の2つの部分に分かれている。ガス路部分は主にガス源、排気キャビネット、測定池と排気ガス回収池の4つの部分から構成されている。光路部分は主に光源、コリメート/フォーカスレンズ、ガスセル、光ファイバ分光計から構成されている。高純窒素とSO₂いや、いや₂標準ガスはそれぞれの管路を経て質量流量制御器を通過した後、混合管に入って混合し、流量表示器によって制御と表示流量を調整することができる。混合後のガスは伴熱管を経て測定池に入り、測定池の両端は石英レンズで密封された。測定池の出口には熱抵抗を設けて測定池を流れるガス温度を測定するとともに、測定池の中部に差圧計を設置してガス圧力を測定した。測定池から出たガスは排ガス回収池に入って吸収される。

分光計の選択とテスト結果への影響

マイクロファイバ分光計の主な性能パラメータはスペクトル範囲、スペクトル分解能（FWHM）、迷光、光路安定性、非線形効果などがある。

1.スペクトル範囲

必要に応じてガスの種類特徴吸収スペクトル線の範囲を分析してスペクトル計の波長範囲を決定するとともに、分解能を両立させるためには、スペクトル範囲が広いほど分解能が低くなる。

2.スペクトル分解能

スペクトル分解能はスペクトル帯域幅とも呼ばれ、通常はnmまたはcm−1で表される。分解能が高いほどスペクトルの詳細を分解する能力が高く、下図はスペクトル計の異なる分解能でのテスト結果であり、

3.迷光

迷光とは、光路中で検出されるすべての非信号光を指す。迷光の存在はCEMSシステムの検出限界、信号対雑音比、濃度測定精度に総合的に影響し、迷光が小さいほどシステム誤差が小さい。

4.光路安定性

光路安定性は主に温度、外力加速度による光学プラットフォームの変形による波長と振幅のドリフトを指す。光路安定性は濃度測定結果に大きな影響を与え、AvaSpec-ULSシリーズ分光計は迷光を大幅に低減し、機械と温度安定性を向上させ、二重内蔵モードキャンセラと多段複合放物面鏡を有し、機械強度が10倍向上した。

5.ひせんけい

非線形性は分光計による実際の振幅と理論的な振幅の比として定義される。システム誤差として、非線形効果は吸光度を測定する際に曲線の形状、数値及び各区間の割合に影響を与える。

四、結論

紫外差分分光法は湿式脱硫、脱硝プロセスの排ガス連続排出システムに先天的な優位性があり、国内でDOASアルゴリズムに基づく商用CEMSシステムは異なる需要と応用環境に基づいて絶えず改善とグレードアップしている。小型光ファイバ分光計は体積が小さく、走査デバイスがなく、堅牢で安定しているなどの利点があり、CEMSシステムの分光検出器の選択である。