基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法。该方法包括以下步骤：(1)构建二氧化碳测量系统对工业烟气中CO2浓度进行测量；(2)确定不确定度来源：重复性测量引入的标准不确定度，线性回归引入的标准不确定度，标准气体引入的标准不确定度，仪器测量引入的标准不确定度，截距引入的标准不确定度，斜率引入的标准不确定度；(3)合成相对标准不确定度；(4)合成相对扩展不确定度。该方法在不确定度分析评定过程中全面分析了系统误差和随机误差引入的不确定度分量，并最终得到工业烟气中二氧化碳浓度测量不确定度。相关数据准确可信，为工业烟气碳排放计量提供了可靠的方法依据。

Uncertainty analysis method of carbon dioxide concentration in industrial flue gas based on Infrared Spectrometry

The invention discloses an uncertainty analysis method for determining the concentration of carbon dioxide in industrial flue gases based on infrared spectrometry. The method comprises the following steps: (1) the construction industry to measure CO2 concentration in flue gas carbon dioxide measurement system; (2) to determine the source of uncertainty: the standard repeatability of measurement uncertainty, linear regression into the standard uncertainty, the standard gas is introduced into the standard uncertainty of measuring instrument introduced the standard uncertainty, the standard uncertainty of the intercept, slope into the standard uncertainty; (3) the relative combined standard uncertainty; (4) the synthesis of expandeduncertainty. In the process of uncertainty analysis and evaluation, the uncertainty component introduced by systematic error and random error is analyzed comprehensively. Finally, the uncertainty of measurement of CO2 concentration in industrial flue gas is obtained. The relevant data is accurate and reliable, which provides a reliable method basis for carbon emission measurement of industrial flue gas.

【技术实现步骤摘要】
基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法
本专利技术属于工业烟气中二氧化碳含量检测
，具体涉及一种基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法。技术背景作为世界上最大的发展中国家，我国也是世界上最大的煤生产与消耗国。煤在我国的一次能源构成中占据主要地位，各类燃烧器、工业及商用锅炉在使用燃煤过程中均会放出大量的烟气，而烟气中的二氧化碳排放则是温室效应的主要诱因，对生态环境构成了严重的威胁。2008年，全球二氧化碳排放量已达到292亿吨，其中中国达到60亿吨。因此，对烟气中的二氧化碳含量进行监测是环境监测工作的一个重要方面，通过对烟气中二氧化碳含量的分析可以掌握二氧化碳分布规律和监控能源消耗指标变化情况。根据国务院《“十三五”监控温室气体排放工作方案》目标：到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18％，碳排放总量要得到有效控制。我国目前还没有建立完善的工业烟气中二氧化碳排放量在线直接计量溯源标准，烟气二氧化碳排放量多是间接由燃煤量测算而非直接测量而来，由于煤的质量测量存在欠缺，计算方法得到的结果与正确结果的差异平均值为17％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)构建工业烟气中CO2浓度测量系统；2)采用步骤1)所述的CO2浓度测量系统对工业烟气中CO2浓度进行测量；3)统计影响测量工业烟气中CO2浓度测量结果的各项不确定度分量，工业烟气中CO2浓度测量结果C的合成标准不确定度u(C)及其方差如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)构建工业烟气中CO2浓度测量系统；2)采用步骤1)所述的CO2浓度测量系统对工业烟气中CO2浓度进行测量；3)统计影响测量工业烟气中CO2浓度测量结果的各项不确定度分量，工业烟气中CO2浓度测量结果C的合成标准不确定度u(C)及其方差如下：其中，传播系数上述公式中，u(C)：为CO2含量测定的合成标准不确定度；u(y)：表示计量吸收峰面积变化引入的标准不确定度；u(a)：表示截距引入的标准不确定度；u(b)：表示斜率引入的标准不确定度；表示多次测量所得吸收峰面积的平均值；uR：表示重复性测量引入的标准不确定度；u1：表示线性回归引入的标准不确定度；u2：表示二氧化碳标准气体引入的标准不确定度；u3：表示仪器测量引入的标准不确定度；可得，影响测量工业烟气中CO2浓度测量结果的各项不确定度分量具体为：(1)uR：重复性测量引入的标准不确定度；(2)u1：线性回归引入的标准不确定度；(3)u2：二氧化碳标准气体引入的标准不确定度；(4)u3：仪器测量引入的标准不确定度；(5)u(a)：截距引入的标准不确定度；(6)u(b)：斜率引入的标准不确定度；4)合成相对标准不确定度合成标准不确定度合成相对标准不确定度5)合成相对扩展不确定度取扩展因子k＝2，则工业烟气中CO2浓度测量相对扩展不确定度Urel＝2×urel(C)。2.根据权利要求1所述的基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法，其特征在于，步骤1)所述的工业烟气中CO2浓度测量系统包括标准气体存储罐，通过通气管线与标准气体存储罐相连通的气体混匀加热池，通过通气管线与气体混匀加热池相连通的IGS气体红外分析仪，所述的IGS气体红外分析仪与数据采集装置的信号输入端电连接；所述的工业烟气中CO2浓度测量系统还包括烟气产生系统，与烟气产生系统相连通的采样枪，通过通气管线与采样枪相连通的粉尘过滤器，通过通气管线与粉尘过滤器相连通的冷凝除水器，通过通气管线与冷凝除水器相连通的采样泵，通过通气管线与采样泵相连通的气体混匀加热池；所述的工业烟气中CO2浓度测量系统还包括控制器；所述的标准气体存储罐气体出口处设置有气体质量流量计，所述的气体混匀加热池以及连通气体均匀加热池与IGS气体红外分析仪的通气管线上均包覆设置有电加热带；所述的气体质量流量计及电加热带均与控制器的信号输出端电连接。3.根据权利要求1或2所述的基于红外光谱法测定工业烟气中二氧化碳浓度的不确定度分析方法，其特征在于，步骤2)所述采用CO2浓度测量系统对工业烟气中CO2浓度进行测量，步骤如下：a.根据步骤1)构建的CO2浓度测量系统，测量一系列已知CO2标准气体浓度的模拟工业烟气标准气体，每个浓度的CO2标准气体分别获得对应的测量结果，进行测量之后，根据模拟工业烟气中已知的CO2标准气体浓度及其对应的测量结果建立标准工作曲线；b.采用最小二乘法计算步骤a所述标准工作曲线的回归方程：y＝a+bx；经拟合计算：a＝0.0254；b＝1.25501；r＝0.99965；即...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永宏，闫继伟，路兴杰，赵芳，谷田平，张柯，段云，刘秀刚，冯鑫，张朋，陈飞，
申请(专利权)人：河南省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41