光譜感測器具監測廢氣排放
光譜感測器具監測廢氣排放
Ocean Optics 和 Danfoss IXA 如何實現海洋排放處理
重點:
• 廢氣排放
• NOx, SO2 and NH3
• 排放感測器
技術:
• 差分吸收光譜
應用:
• 排放監測
• 廢氣檢測
背景
在任何一刻，有十萬艘運輸貨輪正在海上航行。越洋貨運產生的排放量幾乎占了傳統汙染物排放量的20%。這數字正快速成長，因為自從1990年代以來，越洋貨運以每年至少4%的幅度成長。
當政府機關與國際監管機構正在尋找解決空氣汙染產生的健康風險，離岸汙染源就成為了逐漸受到重視的問題。
海運客戶正尋求專業知識以及技術解決方案，在逐漸複雜的監管框架內監測以及降低排放和優化能源使用。光譜學是其中一個解決方案。
廢氣排放: 挑戰
先前用於廢氣排放分析的光譜方法需要從煙囪中取樣來進行遠端分析。質譜法可能是項運作緩慢的技術，響應可能沒辦法像廢氣排放光譜輸出的變化一樣快。即使是時間和改進帶來的微小節省都能對排放控制和能源優化帶來極大的改善。藉由今日的現代光譜設備，我們相信我們可以設計一個監控系統能夠直接在煙囪裡運作來量測氣體。
的確，光譜學很適合用在排放監測上，提供了非破壞式、及時的量測。當光譜設備變得更快、更強力以及更輕易集成到其他設備，曾經不可能的應用現在已然實現。將光譜儀帶到樣品處對於需要即時、原位量測的應用是關鍵的地方，這能幫助分析環境狀態以及監控重要趨勢。
廢氣排放: 解決方案
Ocean Optics 與總部位在丹麥的 Danfoss IXA 共同開發極為堅固的船用感測器系統。我們定製光譜儀部件來承受在貨船以及排煙管的高溫、震動環境(圖一)。
圖一: Ocean Optics 的光譜儀組件已整合進海上排放感測器中，以便在海上使用。照片來源: Danfoss IXA
此船用排放感測器是由Danfoss IXA創建，並使用 Ocean Optics 紫外吸收光譜技術—準確的說是差分吸收光譜技術 (DOAS)。
使用 DOAS，紫外光線直接照射進氣體，然後光譜儀量測光線被氣體吸收多少。感測器的電腦內建著有支援氣體的指紋的數位資料庫，能夠精準的報告每個氣體的濃度。
DOAS 用在氣體分析
DOAS 是種用來測定微量氣體濃度的方法，通過傳輸紫外或可見光在開路或光纖，然後量測每個氣體的獨特吸收特徵。
DOAS是個可信任的技術來量測氣體的紫外吸收。除了量測船隻的廢氣排放外，DOAS也能用在環境應用，像是圍欄監控和火山氣體監控。圍欄監控涉及了部屬便攜式光譜儀器來量測從工業用地洩露出的氣體排放，這會造成潛在的不安全狀況。火山學家使用DOAS來量測來自火山的氣體排放，包含了二氧化硫(SO2)，這是與呼吸道疾病和呼吸問題相關的主要空氣污染物(圖二)。
圖二: 差分吸收光譜是用在測量火山氣體排放的常見技術。
DOAS 的不同應用可用於船舶廢氣排放監測。在一些例子中，類似柵欄監測站的陸上設施已被用於港口的環境空氣採樣。來自直升機以及船上儀器的遠端感測也被使用，儘管這些選項有著限制，包括了無法監測與船隻海上作業相關的條件。
Ocean Optics 與 Danfoss IXA 合作: 結果
Danfoss 船上排放感測器直接(原地)在排放系統中連續量測 NO, NO2 (NOx), SO2 and NH3。感測器能讓船主人遵守當地以及國際的排放規定。
在量測與報告以外，Ocean Optics 與 Danfoss IXA 合作結果能集成在自動動態引擎控制以及排放處理系統像是清洗器和選擇性催化還原法 (SCR) 設施。
Ocean Optics-Danfoss IXA 解決方案幫助處理海運業對即時、可靠數據逐漸增長的需求。隨著各行業投資來促進和加速在效率、節約成本、環境改善和監管現實的持續改進，更多的創新等著我們。