汞的高分辨光谱测量及汞气连续监测的塞曼关联光谱技术研究

采用可调谐二极管激光吸收光谱技术研究相关物理条件下汞气的高分辨光谱，在此基础上发展一种基于汞元素灯的用于汞气监测的塞曼关联光谱（Z-COSPEC）技术。利用和频技术获得在253.7nm处连续可调的二极管激光光源并标定输出光波长的调谐特性。研究外部磁场强度、汞灯工作电压和气体压强对汞灯发射光谱的影响规律，以及不同气体成分对汞气吸收光谱的影响。探索不同物理条件下汞灯发射光谱、汞气吸收光谱及吸收过程的理论描述。研究Z-COSPEC技术排除光强波动以及其它气体干扰的原理，建立汞气浓度与双路探测信号之间的关系。研究Z-COSPEC技术的性能指标，并做出定量评价。该技术的开发目标是实现对工业燃煤烟气中汞的精确连续监测，对当前燃煤工业脱汞效率的评估及未来汞排放法规的执行具有重要意义。

燃煤汞污染近年来已被公认为是重大的环境污染问题之一，亟需发展有效的汞气连续监测新方法和新技术。本课题采用可调谐二极管激光吸收光谱技术研究相关物理条件下汞气的高分辨光谱，在此基础上发展了用于汞气监测的塞曼关联光谱和二极管激光关联光谱技术。利用和频技术获得了在253.7nm 处连续可调的二极管激光光源并标定输出光波长的调谐特性。研究了外部磁场强度、汞灯工作电压和气体压强对汞灯发射光谱的影响规律，以及不同气体成分对汞气吸收光谱的影响。探索了不同物理条件下汞灯发射光谱、汞气吸收光谱及吸收过程的理论描述。研究了关联光谱技术排除光强波动以及其它气体干扰的原理，建立了汞气浓度与双路探测信号之间的关系。探索了变温温场环境下的汞气在线监测技术及基于多孔散射介质气池的光程延长技术。所开发的基于关联光谱的汞气监测技术可实现对工业燃煤烟气中汞的精确连续监测，对当前燃煤工业脱汞效率的评估及未来汞排放法规的执行具有重要意义。