天然气中H2S在线分析TDLAS技术的应用前景

李仲 詹徽 罗圣洁 周理

1.中国石油浙江油田公司 2.中国石油西南油气田公司天然气研究院 3.中国石油西南油气田公司天然气净化总厂

天然气产品气中的H2S不仅会造成环境污染，还会腐蚀输气管道、影响天然气的发热量计算等问题。因此， GB 17820-2018《天然气》和GB/T 37124-2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》均对天然气中H2S含量提出了要求。可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术最早于20世纪80年代由美国科学家提出，直到最近20年才被广泛地应用于工业检测、安全防护、气象监测等领域[1-3]，是近年来发展十分迅速的光谱检测技术，具有灵敏度高、响应速度快、安全性能高、检测限低等优点。天然气组分复杂多样，TDLAS仪器生产厂家解决了天然气组分在TDLAS特定吸收波长上的相互干扰，使得TDLAS技术在天然气领域内的应用发展非常迅速。

介绍了TDLAS技术气体测量的原理，并与其他天然气中H2S在线分析方法进行了比较。在天然气净化厂进行了TDLAS技术的应用，得到该技术在线分析仪器的重复性、线性等指标，为该技术在天然气中H2S在线分析领域的应用提供了重要的参考数据。

1 TDLAS技术原理及特点

1.1 TDLAS技术原理

TDLAS的基本原理为朗伯-比耳定律(Beer-Lambrt)[4-5]，朗伯-比耳定律描述了当单色光穿过均匀气体介质时透射光强和入射光强的关系，如式(1)。

I(λ)=I0(λ)e-α(λ)c L

(1)

式中：I0(λ)为入射扫描激光束光强，坎德拉；I(λ)为出射扫描激光束光强，坎德拉；α(λ)为吸收系数，取决于气体红外吸收的线强和线型；c为气体摩尔分数，%；L为吸收光路长度，m。

由于激光二极管的高单色性，可以对气体分子的一条孤立的吸收谱线进行测量(见图1)，从而可方便地从混合成分中鉴别出不同的分子，避免其他光谱的干扰，实现在线实时检测[6]。……