在线分析仪器

第1篇 现代在线分析仪器概论
第1章 基础知识 002
1．1 现代在线分析仪器技术概述 002
1．1．1 在线分析仪器的有关知识 002
1．1．2 在线分析仪器技术的分类 006
1．1．3 流程工业在线分析仪器的发展 008
1．1．4 环境监测在线分析仪器的发展 009
1．2 现代在线分析仪器的技术应用 011
1．2．1 现代在线分析仪器技术应用概述 011
1．2．2 在线分析仪器在流程工业中的应用 013
1．2．3 在线分析仪器在环境监测中的应用 015
1．2．4 在线分析仪器的技术进展与热点技术 016

第2章 系统集成与工程技术 021
2．1 在线分析项目的系统集成技术概述 021
2．1．1 在线分析项目的系统集成技术 021
2．1．2 在线分析项目的系统集成设计技术 023
2．1．3 在线分析项目的技术解决方案设计 024
2．1．4 系统集成的分析流程设计与输出文件 026
2．2 在线分析项目的系统集成制造与工程技术 027
2．2．1 在线分析项目的系统集成制造技术 027
2．2．2 在线分析项目的工程技术质量管理 030
2．2．3 在线分析仪器的可靠性技术与可靠性管理 032
2．2．4 在线分析仪器设备的安装调试与交付验收 035

第2篇 在线气体分析仪器
第3章 在线光谱气体分析仪器 040
3．1 现代在线光谱分析技术概述 040
3．1．1 在线光谱分析技术的发展 040
3．1．2 光谱分析技术的基本测量原理 042
3．1．3 在线光谱分析技术的分类与应用 046
3．1．4 环境光学监测技术的发展与应用 048
3．2 在线红外光谱气体分析仪器 052
3．2．1 在线红外光谱气体分析仪器概述 052
3．2．2 非分散红外气体分析仪器的检测技术 055
3．2．3 非分散红外气体分析仪的典型产品 061
3．2．4 傅里叶变换红外气体分析仪器的检测技术 065
3．2．5 傅里叶变换红外在线气体分析仪器的典型产品与应用 071
3．3 在线激光光谱气体分析仪器 073
3．3．1 激光光谱气体分析仪器概述 073
3．3．2 激光光谱气体分析仪器的测量原理与分类 076
3．3．3 激光光谱气体分析仪器的结构组成与关键部件 078
3．3．4 激光光谱气体分析仪器的技术应用及典型产品 081
3．3．5 量子级联激光器及其在中红外气体分析中的应用 084
3．3．6 带间级联激光器及其在中红外气体分析中的应用 090
3．4 在线拉曼光谱分析仪器 092
3．4．1 在线拉曼光谱分析技术概述 092
3．4．2 在线拉曼光谱分析仪器的检测技术 094
3．4．3 在线拉曼光谱分析仪器的组成与关键技术 096
3．4．4 在线拉曼光谱分析技术的典型应用案例 100
3．5 在线紫外光谱气体分析仪器 103
3．5．1 在线紫外光谱气体分析技术概述 103
3．5．2 在线紫外吸收光谱气体分析仪器的检测技术 105
3．5．3 在线紫外荧光气体分析仪器的检测技术与组成 109
3．6 在线光声光谱气体分析仪器 112
3．6．1 在线光声光谱气体分析技术概述 112
3．6．2 光声光谱气体分析仪器的技术分类与特点 113
3．6．3 在线光声光谱气体分析仪器的关键部件 114
3．6．4 在线光声光谱分析仪的应用与典型产品 118
3．7 在线化学发光气体分析仪器 120
3．7．1 在线化学发光气体分析技术概述 120
3．7．2 在线化学发光法气体分析仪器的关键部件 122
3．7．3 在线化学发光分析仪器的典型产品与应用 123

第4章 在线气相色谱分析仪器 127
4．1 在线气相色谱分析仪器检测技术 127
4．1．1 在线气相色谱分析仪器概述 127
4．1．2 在线气相色谱仪的系统集成及其技术应用 129
4．1．3 在线气相色谱仪的定性定量分析与标定技术 132
4．1．4 在线气相色谱仪的进样及电子流量控制技术 134
4．2 在线气相色谱仪的主要部件及热解析技术 136
4．2．1 在线气相色谱仪常用的检测器 136
4．2．2 在线气相色谱仪器的管阀件及气体纯化器 142
4．2．3 在线气相色谱仪的色谱柱与色谱柱箱 145
4．2．4 在线气相色谱仪的辅助气及气体发生器 147
4．2．5 热解析技术及在线色谱仪的热解析装置 149
4．2．6 在线气相色谱仪的电子控制系统与色谱工作站 150
4．3 在线气相色谱仪器的典型产品技术 151
4．3．1 在线气相色谱仪器的典型产品 151
4．3．2 便携式气相色谱仪的基本组成与典型产品 154
4．3．3 在线气相色谱仪增强等离子体放电检测器技术 156
4．3．4 在线气相色谱仪器的中心切割与反吹技术 158
4．4 在线气相色谱仪在过程分析与环境监测等领域的应用 161
4．4．1 在线气相色谱仪在工业过程分析中的应用 161
4．4．2 在线气相色谱仪在环境监测领域中的应用 164
4．4．3 在线气相色谱仪在超纯气体分析中的应用 174
4．4．4 在线气相色谱仪在天然气能量计量中的应用 176

第5章 在线质谱分析仪器 180
5．1 在线质谱分析仪器检测技术 180
5．1．1 在线质谱分析仪器概述 180
5．1．2 四极杆质谱仪的检测技术与典型产品 182
5．1．3 磁扇式质谱仪的检测技术与典型产品 185
5．1．4 飞行时间质谱仪的检测技术与典型产品 188
5．1．5 离子阱质谱仪的检测技术与典型产品 195
5．2 在线质谱仪器的主要部件 198
5．2．1 在线质谱仪的离子源及离子检测器 198
5．2．2 在线质谱仪的样品处理与进样系统 203
5．2．3 在线质谱仪的真空系统与真空泵 207
5．2．4 在线质谱仪的数据库与数据处理系统 209
5．3 在线质谱仪的技术应用 211
5．3．1 在线质谱仪技术应用概述 211
5．3．2 在线磁扇式质谱仪在钢铁行业及环境监测领域的典型应用 213
5．3．3 质子转移反应质谱仪及其在大气环境监测等领域的应用 215
5．3．4 四极杆质谱仪在生物发酵过程气体监测领域的应用 216
5．3．5 在线质谱仪在环氧乙烷/乙二醇过程检测领域的应用 219
5．3．6 在线质谱仪在科学研究过程中的典型应用 221
5．3．7 在线质谱仪在大气颗粒物PM2．5源解析技术中的应用 223
5．4 在线质谱仪的联用技术 226
5．4．1 在线色谱-质谱联用技术及其应用 226
5．4．2 电感耦合等离子体与四极杆质谱联用技术 232
5．4．3 低热容色谱与双曲面三维离子阱质谱联用技术 232
5．4．4 微分电化学质谱及热重-质谱联用技术 234

第6章 在线电化学、热导、顺磁氧分析仪及气体传感器 236
6．1 在线电化学气体分析仪器 236
6．1．1 在线电化学气体分析技术概述 236
6．1．2 燃料电池氧传感器及燃料电池式电化学氧分析仪 238
6．1．3 定电位电解式气体传感器及定电位电解式气体分析仪 241
6．1．4 其他应用的电化学微量氧分析仪 244
6．2 在线热导气体分析仪器 246
6．2．1 在线热导气体分析仪概述 246
6．2．2 热导气体分析仪的测量原理与基本组成 247
6．2．3 在线热导气体分析仪的性能特性及误差分析 250
6．2．4 在线热导气体分析仪的应用与典型产品 251
6．3 在线顺磁氧分析仪器 253
6．3．1 在线顺磁氧分析仪器概述 253
6．3．2 热磁式氧分析仪 254
6．3．3 磁压式氧分析仪 259
6．3．4 磁力机械式氧分析仪 260
6．4 在线气体传感器 263
6．4．1 在线气体传感器概述 263
6．4．2 有毒气体传感器及有毒气体检测仪 266
6．4．3 可燃气体传感器及可燃气体检测报警仪 268
6．4．4 可燃、有毒气体检测报警系统 269

第7章 在线分析仪器的部分关键部件及气体标准物质 272
7．1 在线分析仪器的部分关键部件 272
7．1．1 在线分析仪器的关键部件技术概述 272
7．1．2 光源技术与半导体激光器 273
7．1．3 分光部件、单色仪与干涉滤光片 276
7．1．4 光电检测器、光电倍增管及阵列检测器 280
7．1．5 多返测量池、腔增强池及简波测量池 283
7．1．6 模块化红外、紫外、热导、磁氧等气体传感器 287
7．2 在线分析的气体标准物质 289
7．2．1 在线分析的气体标准物质概述 289
7．2．2 气体标准物质的定级与制备技术 293
7．2．3 气体标准物质的稀释和发生技术 296
7．2．4 气体采集及动态配气技术应用 305

第3篇 在线水质分析仪器
第8章 在线水质分析仪器监测技术 310
8．1 在线水质分析仪器监测技术概述 310
8．1．1 在线水质分析监测技术简介与分类 310
8．1．2 监测型在线水质分析仪器的典型应用 311
8．1．3 过程型在线水质分析仪器的典型应用 312
8．2 在线水质分析仪器及新技术发展 313
8．2．1 电化学法在线水质分析仪器 313
8．2．2 光学法在线水质分析仪器 316
8．2．3 流动注射法在线水质分析仪器 318
8．2．4 在线水质分析仪器的新技术与新应用 319

第9章 在线水质分析仪器的典型产品 326
9．1 pH、ORP、溶解氧、浊度、悬浮物、电导率水质在线分析仪 326
9．1．1 pH、ORP在线分析仪 326
9．1．2 溶解氧在线分析仪 330
9．1．3 浊度、悬浮物浓度在线分析仪 335
9．1．4 电导率在线分析仪 337
9．2 水中有机污染物在线分析仪 340
9．2．1 化学需氧量在线分析仪 340
9．2．2 生化需氧量在线分析仪 344
9．2．3 总有机碳在线分析仪 346
9．2．4 水中油在线分析仪 350
9．3 水中营养盐在线分析仪 352
9．3．1 氨氮在线分析仪 352
9．3．2 总氮在线分析仪 356
9．3．3 总磷在线分析仪 358
9．3．4 硝氮在线分析仪 359
9．4 无机离子在线分析仪 362
9．4．1 分光光度法重金属在线分析仪 362
9．4．2 阳极溶出伏安法重金属在线分析仪 365
9．4．3 硅、钠、磷在线分析仪 367
9．4．4 硬度、氯离子、氟离子在线分析仪 371
9．5 其他在线水质分析监测技术与应用 378
9．5．1 原子荧光法水质重金属在线分析技术 378
9．5．2 水消毒过程的在线余氯分析技术及其应用 382
9．5．3 生物法水质综合毒性在线分析监测技术与应用 384

第4篇 其他在线分析仪器
第10章 核磁共振及其他光谱、能谱分析仪 390
10．1 在线核磁共振分析仪器 390
10．1．1 在线核磁共振分析仪器概述 390
10．1．2 在线核磁共振分析仪的基本结构与技术特性 397
10．1．3 NMR流体分析仪在石油井下流体的在线分析应用 406
10．1．4 油气井生产中的磁共振多相流在线检测系统及应用案例 410
10．2 在线近红外光谱分析仪器 410
10．2．1 在线近红外光谱分析仪器概述 410
10．2．2 在线近红外光谱分析仪的关键部件 412
10．2．3 在线近红外光谱分析仪的典型产品 413
10．2．4 在线近红外光谱分析仪的典型应用 415
10．3 其他在线光谱、能谱分析仪器 417
10．3．1 在线X射线荧光分析仪的检测技术与应用 417
10．3．2 在线β射线能谱分析仪的检测技术与应用 421
10．3．3 在线等离子发射光谱/质谱的检测技术与应用 424
10．3．4 介质阻挡放电等离子体发射光谱的检测技术与应用 429
10．3．5 高光谱成像分析技术及其在环境监测等领域的应用 434
10．3．6 太赫兹光谱分析技术及其在环境监测等领域的应用 440
10．3．7 激光诱导击穿光谱分析的在线检测技术与应用 446

第11章 氧化锆氧分析仪及在线气体水分测量仪器 451
11．1 氧化锆氧分析仪及离子流传感器 451
11．1．1 固体电解质氧化锆氧分析仪 451
11．1．2 氧化锆离子流传感器测氧的检测技术与应用 456
11．1．3 离子流传感器用于湿度及氮氧化合物的检测技术 457
11．2 在线气体水分测量仪器 459
11．2．1 电容式在线湿度测量仪 459
11．2．2 电解式微量水分析仪 464
11．2．3 晶体振荡式微量水分析仪 467
11．2．4 半导体激光微量水分析仪 469

第12章 油品质量在线分析仪器及其他专用在线分析仪器 472
12．1 油品质量在线分析仪器 472
12．1．1 油品质量在线分析技术概述 472
12．1．2 全馏程在线分析仪器 473
12．1．3 在线黏度分析仪器 478
12．1．4 在线闪点分析仪器 481
12．1．5 在线蒸气压分析仪器 484
12．1．6 冷滤点、凝固点、倾点等的在线分析仪器 487
12．1．7 在线冰点分析仪器 490
12．1．8 在线色度分析仪器 492
12．1．9 光谱分析在油品质量检测中的应用 493
12．1．10 核磁共振在线分析在油品检测中的应用 494
12．2 在线硫分析仪器 497
12．2．1 在线硫分析仪器概述 497
12．2．2 在线气相色谱仪用于硫化物分析 499
12．2．3 紫外吸收法硫化氢与二氧化硫含量比值分析仪 501
12．2．4 在线紫外荧光法总硫分析仪 502
12．2．5 在线X射线荧光法总硫分析仪 504
12．2．6 在线醋酸铅纸带法硫化氢分析仪器 506
12．3 燃煤锅炉飞灰含碳量及煤质在线分析仪器 508
12．3．1 燃煤锅炉飞灰含碳量在线分析仪器 508
12．3．2 热重法煤质成分分析仪器 512
12．3．3 中子活化分析法煤质成分在线监测系统 513

第5篇 在线分析系统
第13章 在线气体分析系统 518
13．1 在线气体分析系统概述 518
13．1．1 在线气体分析系统的分类与组成 518
13．1．2 正压取样式在线气体分析系统 523
13．1．3 抽取式在线气体分析系统 525
13．1．4 非取样式在线气体分析系统 526
13．1．5 在线气体分析系统防护设计技术要点 528
13．1．6 在线气体分析系统安全设计技术要点 533
13．2 在线气体分析的样品处理系统 535
13．2．1 在线气体分析样品处理系统概述 535
13．2．2 样品取样探头及样品传输管线 539
13．2．3 样品除尘器、除湿器和压力、流量调节控制器 542
13．2．4 样品转换器、干扰组分处理和样品排放处理 547
13．2．5 高温、高尘、高黏附等特殊样品取样处理部件 551
13．3 典型的样品取样处理技术及分析小屋的正压通风 553
13．3．1 脱硫、脱硝的烟气样品取样处理技术 553
13．3．2 Nafion管除湿器及其干燥器预处理系统 555
13．3．3 稀释式取样探头、NOx转换器及深冷冷凝器 561
13．3．4 便携式仪器采样处理及其除湿器应用技术 563
13．3．5 分析小屋正压通风及BHVAC系统技术应用 565
13．4 在线分析系统的PLC、DAS、数据通信及监控平台技术 569
13．4．1 在线分析系统的PLC控制技术 569
13．4．2 在线分析系统的数据采集系统 573
13．4．3 在线分析系统的数据传输及数据通信系统 576
13．4．4 在线分析系统的远程监控及监控平台技术 578

第14章 在线水质监测系统 582
14．1 在线水质自动监测系统及水质监测工作站 582
14．1．1 在线水质监测系统概述 582
14．1．2 地表水水质监测工作站的自动监测技术 584
14．1．3 地表水固定式监测工作站的站房设计 591
14．1．4 地表水移动式监测工作站的站房设计 595
14．1．5 水质监测站的数据采集处理、通信及辅助系统 597
14．2 其他在线水质自动监测系统的检测技术与应用 600
14．2．1 火电厂等工业过程在线水质自动监测系统 600
14．2．2 生活饮用水生产工艺过程水质在线监测技术 607
14．2．3 城镇生活污水处理及污染源废水自动监测技术 609
14．2．4 新一代水环境一体化监测监管技术解决方案 610

第6篇 在线分析仪器在流程工业中的应用
第15章 在线分析仪器在流程工业中的应用技术 616
15．1 在线分析仪器在石化等流程工业中的应用技术 616
15．1．1 在石油炼制工业主要工艺过程中的应用 616
15．1．2 在石油化工主要装置工艺过程中的应用 623
15．1．3 在煤制乙二醇工艺过程分析中的应用 632
15．1．4 在煤气化合成氨及协同处置危险废物中的应用 636
15．1．5 在水泥窑及协同处置固体废物中的应用 639
15．1．6 在钢铁行业炼铁、炼钢等工艺过程中的应用 643
15．1．7 天然气热值分析及可调滤波红外光谱法的应用 648
15．1．8 在PTA工艺过程中的气体分析及顺磁氧分析仪的应用 651
15．2 在线分析仪器在精细化工及制药工业中的应用 654
15．2．1 在过程合成中的应用 654
15．2．2 在产品精制中的应用 656
15．2．3 在反馈过程控制中的应用 657
15．2．4 在药品制剂过程中的应用 659
15．3 在线分析仪器在其他过程控制中的应用 661
15．3．1 在燃烧优化控制过程中的应用 661
15．3．2 在锅炉燃烧过程煤粉浓度与流速在线监测中的应用 664
15．3．3 在磨煤机设备中CO气体在线监测中的应用 667
15．3．4 在半导体电子气分析中的应用 669

第16章 在线分析仪器在流程工业中的应用案例 673
16．1 在线分析仪器在石油化工行业中的应用案例 673
16．1．1 常减压蒸馏装置的应用案例 673
16．1．2 催化裂化装置的应用案例 677
16．1．3 连续重整装置的应用案例 680
16．1．4 乙烯装置的应用案例 684
16．1．5 聚丙烯装置的应用案例 689
16．1．6 丁二烯抽提装置的应用案例 691
16．2 在线分析仪器在精细化工及制药过程中的应用案例 696
16．2．1 原料药合成中的应用案例 696
16．2．2 产品多晶型调控中的应用案例 698
16．2．3 药品制剂过程中的应用案例 700
16．2．4 精细化学品及药物产品集成化生产的应用案例 702
16．3 在线分析仪器在其他工艺装置中的应用案例 704
16．3．1 在空气分离装置中的应用案例 704
16．3．2 在硫黄回收装置中的应用案例 706
16．3．3 在煤制乙二醇装置中的应用案例 711
16．3．4 在合成氨装置中的应用案例 712
16．3．5 在炼厂污水处理装置中的应用案例 717

第7篇 在线分析仪器在环境监测中的应用
第17章 固定污染源烟气CEMS技术应用 722
17．1 燃煤电厂烟气CEMS监测技术 722
17．1．1 CEMS监测技术概述 722
17．1．2 烟气SO2、NOx的超低排放监测技术 725
17．1．3 烟气颗粒物超低排放CEMS监测技术 729
17．1．4 烟气脱硝的逃逸氨在线监测技术 732
17．1．5 可凝结颗粒物、有色烟羽和SO3的检测 735
17．2 非电行业污染源烟气超低排放监测技术 738
17．2．1 非电行业烟气排放监测技术概述 738
17．2．2 钢铁行业超低排放监测技术 740
17．2．3 焦化行业超低排放监测技术 744
17．2．4 水泥行业超低排放监测技术 746
17．2．5 玻璃行业超低排放监测技术 748
17．2．6 船舶设备废气排放监测技术 750
17．3 固废与生活垃圾焚烧烟气监测技术 755
17．3．1 固废与垃圾焚烧烟气监测技术概述 755
17．3．2 生活垃圾焚烧烟气在线监测技术 758
17．3．3 高温热湿法GFC技术在垃圾焚烧烟气监测中的应用 762
17．3．4 高温热湿FTIR技术在垃圾焚烧烟气监测中的应用 764
17．3．5 垃圾焚烧烟气排放的二英类物质分析技术的探讨 766
17．4 烟气汞及重金属的在线监测技术 769
17．4．1 烟气汞连续监测系统技术概述 769
17．4．2 烟气汞连续排放监测的分析仪器技术 773
17．4．3 冷蒸气原子吸收光谱法的烟气汞在线监测技术 776
17．4．4 塞曼调制原子吸收光谱法的烟气汞监测技术 778
17．4．5 冷蒸气原子荧光光谱法的烟气汞在线监测技术 782
17．4．6 X射线荧光光谱法的烟气重金属监测技术 783
17．5 烟气参数在线监测技术的应用 787
17．5．1 烟气参数在线监测技术概述 787
17．5．2 烟气流量在线监测技术应用 791
17．5．3 烟气湿度的在线监测技术应用 797
17．5．4 烟气参数在线监测的新技术应用 802

第18章 环境空气VOCs及恶臭气体在线监测技术与应用 807
18．1 环境空气VOCs在线监测技术与应用 807
18．1．1 环境空气VOCs在线监测技术概述 807
18．1．2 GC-FID在VOCs在线监测中的应用 810
18．1．3 催化燃烧法用于VOCs在线监测的技术应用 821
18．1．4 FTIR用于VOCs在线监测的技术应用 823
18．2 恶臭气体的在线监测技术应用 830
18．2．1 恶臭气体在线监测技术概述 830
18．2．2 激光光谱及微色谱在恶臭气体在线监测的技术应用 833
18．2．3 电子鼻在恶臭气体在线监测的技术应用 836
18．2．4 微流控芯片技术在恶臭气体在线监测的技术应用 837

第8篇 区域环境监测及智慧环境监测的新技术应用
第19章 区域环境监测及生态环境监测的技术方法与应用 842
19．1 环境空气特征污染物在线监测的技术方法与应用 842
19．1．1 大气非甲烷总烃在线监测的技术方法与应用 842
19．1．2 环境空气有机硫在线监测的技术方法与应用 845
19．1．3 环境空气中无机恶臭气体在线监测的技术方法与应用 848
19．1．4 空气特征污染物的在线光学监测技术方法与应用 849
19．1．5 GC-MS在大气环境VOCs监测应用的技术方法 852
19．2 区域智慧生态环境质量监测的技术方法与应用 858
19．2．1 区域智慧生态环境质量自动监测的技术方法 858
19．2．2 生态环境监测站设计方案与监测装备的技术应用 862
19．2．3 生态环境监测网络的系统架构与大数据、云计算应用 866
19．2．4 生态环境监管及管控区域的地面数据监测技术应用 868
19．2．5 基于大数据平台的生态环境模型及环境评价方法 872
19．2．6 卫星遥感监测与地面定点监测技术的应用案例 873

第20章 环境监测新技术及在线分析仪器与物联网等应用的探讨 877
20．1 智慧环境监测与智能化监测监管平台 877
20．1．1 智慧环境监测技术概述 877
20．1．2 智慧园区管理平台与智慧环境总体框架 883
20．1．3 工业园区智慧化环境监管体系及环境监测应用 886
20．1．4 工业园区环境污染的有组织与无组织排放监测 891
20．1．5 区域安全环保应急监测监管平台的技术体系 895
20．1．6 区域网格化监测与安环监控平台的新技术应用 897
20．2 环境监测仪器设备的新技术与应用 899
20．2．1 环境空气质量监测站及其自动监测系统 899
20．2．2 微型空气站的自动监测技术与网格化监测 902
20．2．3 区域环境开放式遥测分析的在线监测技术 906
20．2．4 区域大气环境质量的移动监测与应急监测 913
20．2．5 区域大气环境质量及空气污染的走航监测 919
20．2．6 大气颗粒物源解析技术方法与源解析系统 924
20．2．7 无人机监测及在区域大气环境监测的应用 929
20．2．8 环境监测激光雷达与大气环境光化学污染监测 934
20．3 在线分析仪与物联网等新技术应用的探讨 941
20．3．1 在线分析仪器与物联网技术应用的探讨 941
20．3．2 在线分析仪器与大数据技术应用的探讨 946
20．3．3 在线分析仪器与区块链技术的应用探讨 950
20．3．4 在线分析仪器数据管理系统与工程应用 953
20．4 环境温室气体及碳排放监测的技术应用与探讨 961
20．4．1 环境温室气体监测概述 961
20．4．2 碳排放温室气体在线监测的检测技术与应用 963
20．4．3 环境温室气体监测技术方案及CCUS过程检测简介 966
20．4．4 企业碳排放监测系统的技术应用与数据质量探讨 970

参考文献 975

缩略语对照表 985