火焰原子吸收對K元素激光誘導擊穿光譜測量的影響

張志昊，宋 薔，姚 強

（清華大學 熱科學與動力工程教育部重點實驗室，北京100084）

引言

在煤和生物質的熱轉化過程中，其灰分中堿金屬元素的氣態排放一直是人們極為關心的問題。在熱轉化過程中氣態釋放的K、Na元素會隨煙氣降溫過程冷凝，造成受熱面積灰、結渣、腐蝕等問題［1］，影響了熱力設備的安全運行。關于煤和生物質熱利用終態堿金屬的遷移分布研究較多［2-4］，但限于測量條件，對開發堿金屬遷移機理和調控方法有重要意義的堿金屬釋放過程的在線觀測研究卻很少。

隨著測量技術的進步，在線的激光誘導擊穿光譜技術（LIBS）正在被逐步用于相關領域的研究。LIBS技術具有分析簡便、無需樣品預處理、能夠多元素同時在線檢測等優點［5-6］。該測量技術的原理是利用光學透鏡聚焦一束高能量的激光，使得激光聚焦點內的溫度驟升，極高的溫度會導致聚焦點內的物質呈現出等離子體的狀態，并發射出帶有樣品內元素特征波長的等離子體光譜，譜線的波長和強度分別反應了樣品中的元素組成與含量［7］。因此，該技術適合于在工業復雜環境中開展在線測量［8］。

Blevins等人［9］利用LIBS技術在線測量了燃煤鍋爐過熱器附近、燃燒天然氣玻璃熔爐尾氣出口和燃燒黑液的工業鍋爐折焰角處包括堿金屬元素在內的多種元素；Molina等人［10］利用LIBS技術定性測量了玻璃爐尾氣中的堿金屬元素。Hsu等人［11］以及 He等人［12］均采用LIBS分別測量了松木顆粒、褐煤顆粒燃燒過程中K、Na元素的釋放過程，對揭示K、Na的遷移機理作出了重要的貢獻。……