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CO2检测方法研究现状

彭志祥 潘冠福 武彤 徐定华 邱琳 杭晨哲

彭志祥,潘冠福,武彤,等. CO2检测方法研究现状[J]. 计量科学与技术,待出版 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0079
引用本文: 彭志祥,潘冠福,武彤,等. CO2检测方法研究现状[J]. 计量科学与技术,待出版 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0079
PENG Zhixiang, PAN Guanfu, WU Tong, XU Dinghua, QIU Lin, HANG Chenzhe. Research status of CO2 detection methods[J]. Metrology Science and Technology. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0079
Citation: PENG Zhixiang, PAN Guanfu, WU Tong, XU Dinghua, QIU Lin, HANG Chenzhe. Research status of CO2 detection methods[J]. Metrology Science and Technology. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0079

CO2检测方法研究现状

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0079
基金项目: 国家重点研发计划(2022YFF0608102)。
详细信息
    作者简介:

    彭志祥(2001-),北京科技大学硕士研究生,研究方向:燃烧化学、热能工程,邮箱:pengzx0621@163.com

    通讯作者:

    潘冠福(1988-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:燃烧化学、催化燃烧,邮箱:pangf@nim.ac.cn

    邱琳(1985-),北京科技大学教授,研究方向:先进材料热物性评价方法及热输运机理、相变储热材料优化设计及制备,邮箱:qiulin@ustb.edu.cn

Research status of CO2 detection methods

  • 摘要: CO2是一种重要的温室气体,它对地球环境和人类健康等多方面造成危害。随着工业化、城市化和能源消耗的增加,大气中CO2等温室气体的排放量持续增加,引发了人类对全球气候变化的担忧。因此,对CO2浓度进行检测变得至关重要。目前,碳排放计算方法主要有检测法与核算法两类。与核算法相比,检测法具有精度高、能够实时监测的优点,且更利于指导机组低碳改造和运行。主要介绍了现有的CO2主要检测方法,包括化学分析法和物理光学分析法两类。化学分析法主要有电位滴定法、化学吸收法、气敏传感技术、气相色谱法和质谱法等;物理光学分析法有光腔衰荡光谱法、离轴积分腔吸收光谱法、非分散红外吸收光谱法、傅里叶变换红外光谱分析、可调谐半导体激光吸收光谱法等。传统化学分析法更适合复杂组分的精确检测,但通常不适合用于长周期在线检测。随着计算机技术和光学检测技术的快速发展,新兴的物理光学检测技术逐渐发挥出更大的优势。通过对检测方法的总结与分析,有助于研究人员选择合适的CO2检测方法和为相关行业提供数据支持,有助于开发高灵敏度、高精度的碳计量与检测设备,助力双碳政策实施和环境空气质量控制。
  • 图  1  TDLAS直接吸收测量原理图

    Figure  1.  TDLAS Direct absorption measurement schematic

    表  1  CO2检测方法比较

    Table  1.   Comparison of CO2 detection methods

    方法名称 使用场景 测量范围/ppm 误差 成本 响应时间/s
    化学分
    析法
    电位滴定法[8]实验室30-1805-10%>3600
    气敏传感器技术[1418]现场150-1500±2%FS较低≤75
    气相色谱[19]实验室380-4805%较高138
    质谱法[22,27]实验室≥203-5%较高0.1
    物理光学分析法傅里叶变化光谱技术[3132]实验室≥4≤2%0.1
    非分散红外吸收光谱[3436]现场≥2.4≤3.5%较高≤13
    离轴积分腔吸收光谱技术[4345]实验室≥0.1≤1%0.8
    光腔衰荡光谱技术[4849]实验室≥0.1≤1%10
    可调谐半导体激光吸收光谱法[5354]实验室≥0.52≤2%适中1.6
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-12
  • 录用日期:  2024-03-20
  • 修回日期:  2024-03-28
  • 网络出版日期:  2024-04-19

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