[发明专利]水泥转炉窑尾辐射光谱检测系统

说明书

技术领域

本发明属于窑炉尾气体温度、浓度检测领域，具体涉及一种水泥转炉窑尾辐射光谱检测系统。

背景技术

燃烧是一个复杂的多相反应过程，对燃烧机理和过程的研究有利于燃烧过程的控制、污染排放的抑制以及燃烧效率的提高，其中燃烧温度的检测是上述研究中的关键技术，同时也是国内外燃烧分析技术所关注的热点问题。从总体上分类，测量温度的方法有两种：接触式测量和非接触式测量。传统的热电偶接触式测量，虽然测量准确且精度高，但在高温，有毒等特殊条件下无法应用，必须采用非接触的遥感测量。由于工业窑炉高温、高粉尘环境特性，传统点式气体分析仪器和温度测量仪器难以满足燃烧过程参数长期、可靠、精确测量的要求。

另外，燃烧过程中气体组分浓度的检测也是上述研究中的关键技术，对于水泥转炉窑尾主要针对的是二氧化硫和一氧化碳。水泥工业过程中SO2气体主要来源于水泥原料或燃料中的含硫化合物，及在高温氧化条件下生成的硫氧化物。SO2是含硫大气污染物中最重要的一种。SO2为无色、有刺激性臭味的有毒气体，不可燃，易液化。SO2是造成全球大范围酸雨的主要原因。水泥工业过程中CO的主要来源是水泥煅烧过程中碳的不完全燃烧，属易燃物质。使用电除尘器处理窑尾废气时，常因废气中CO浓度过高而引起爆炸。CO为无色无嗅气体,不易液化和固化，微溶于水。CO燃烧时在空气中呈蓝色火焰，能与许多金属或非金属反应，与氯气反应生成极毒的光气(COCL2)。在立窑窑面或检修除尘器时，不时发生中毒事件。目前传统的浓度检测方法大都采用抽取式测量，抽取式测量的不足之处在于，抽取过程中样品受吸附、其他物质污染、人为因素等干扰，对测量精度有一定的影响，收取过程耗时较长，测量结果不能实时的反应气体浓度的变化。

然而，根据现有理论知识可知，气体的温度和浓度都可以采用红外辐射信号的光谱分析得出，因此就需要一种能够对窑炉的红外辐射信号进行精确检测的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够检测水泥转炉窑尾红外辐射光谱的水泥转炉窑尾辐射光谱检测系统。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种水泥转炉窑尾辐射光谱检测系统，包括水泥转炉窑尾的侧壁上开设的通光窗口，所述通光窗口外侧设有光谱仪，所述光谱仪与通光窗口之间设有光学导入装置用于将通光窗口中散射的红外辐射准直为平行光束并将该平行光束导入光谱仪内；所述光谱仪包括用于接收所述平行光束并对该平行光束进行干涉调制的干涉仪，干涉仪的出射平行光束经抛物面反射镜汇聚后进入红外探测器。

本发明的技术效果在于：采用光学导入装置将红外辐射会聚成平行光束，然后再通过干涉仪对平行光束进行干涉调制，调制后的光束经聚焦后进入红外探测器，对探测器获取的电信号进行数据处理后可得包含有待测组分吸收信息的光谱数据。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2、3是本发明中的干涉仪的立体结构示意图；

图4、5是本发明的干涉仪的俯视图；

图6是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种水泥转炉窑尾辐射光谱检测系统，包括水泥转炉窑尾60的侧壁上开设的通光窗口61，所述通光窗口61外侧设有光谱仪70，所述光谱仪70与通光窗口61之间设有光学导入装置80用于将通光窗口61中散射的红外辐射准直为平行光束并将该平行光束导入光谱仪70内；所述光谱仪70包括用于接收所述平行光束并对该平行光束进行干涉调制的干涉仪72，干涉仪72的出射平行光束经抛物面反射镜73聚焦后进入红外探测器71。本发明采用光学导入装置80将红外辐射会聚成平行光束，然后再通过干涉仪72对平行光束进行干涉调制，调制后的光束经聚焦后进入红外探测器71，对探测器获取的电信号进行数据处理后可得包含有待测组分吸收信息的光谱数据。