过去由燃烧排放气体引起的温室气体已成为最被关注的环境问题，矿物燃料燃烧排放的氮氧化物（NOX）已经成为大气中氮氧化物污染物的主要来源。由于NOX会引起地面臭氧和酸雨的形成，因此其排放已经开始被加以控制。后燃NOX控制技术的基本原理是通过注入氨与氮氧化物发生反应生成N2和水。但是过量的注入氨并不能进一步降低NOX排放浓度，相反会导致过量的氨气逃逸出反应区，逃逸的氨气会与工艺生产流程中硫酸盐发生反应生成硫酸铵，铵盐沉淀附着在下游设备的表面，造成了设备腐蚀，使得维护费用和工作量显著增加。为使氨逃逸量维持在一个最低水平线上，须做到以下两点：一是要对氨注入的工艺程序进行良好的控制，二是要做到在反应区下游精确地、迅速地、连续地监测到氨逃逸量。连续、实时的对氨逃逸量进行监测可以瞬间为氨注入系统提供一个反馈，以此优化氨注入系统的运行。有过氧气顶吹转炉（basic oxygen furnaces ，BOF)的烟气监测应用。 

       BOF是钢铁厂最主要的设备之一，被广泛用做把富碳的生铁冶炼成钢。钢中含碳量越高，硬度越大，但是也更加易碎且缺乏韧性。通过往熔融的生铁里面鼓入氧气，以此来降低钢铁的碳含量，冶炼出低碳钢，并且通过更多深处理使这种钢材适合诸如汽车制造以及其他的对低碳钢有需求的应用。过量向熔融的生铁鼓入氧气去把含碳量降的更低是没有必要的，这样做反而恶化了钢铁的品质。因此，快速、实时地对转炉尾气进行监测是非常重要的，它能直接或间接地确定喷氧截止时间。

       电解铝厂的HF气体监测。铝在熔炼的过程中，HF气体也随之产生并被排放，为了避免HF气体泄漏在工作区域，电解槽都有专用的槽板罩住，产生的HF气体被捕获收集，经过净化系统处理后再排放。HF气体具有剧毒，对电解槽车间工人的身体健康和周边的环境都有很大的伤害和影响，另外，铝厂对氟化物回收可以节约能源，增加经济效益。可调谐二极管激光技术目前已经在世界各地的几百个电解铝厂做为净化系统的控制设备得以应用。

      可调谐激光器的分析仪、发射激光光束并穿过被测介质的光学发射端、安装在被测介质另一端接收透射光的接收端。分析控制器（分析仪）自身可以安置在远离现场监测点1km之外的控制室内，现场光学传感系统与分析控制器之间通过光纤和同轴电缆连接，测量的数据被保存在系统的分析控制器内的闪存卡或外部电脑上，外部电脑通过以太网网口与分析控制器连接，数据信息也可以传送到企业的数据库。

       使用TDLAS技术测量的气体浓度实际上是光束在穿过的区域上测得的平均浓度，LasIRTM系统的原地测量远远优于使用采样探头在烟道/管道一个点上抽取测量的方式，尤其是在气体浓度呈梯度性变化或非均匀分布存在时，通过原地测量光径上的气体浓度平均值则更好的代表了过程气体的一个整体浓度值。

       在分析控制器内部，光纤耦合激光器通过光多路器可以实现气体的多点监测， LasIRTM系统能够做到使用单台分析控制器同时做1~16个不同点的同步监测，另外，在激光器可调谐范围之内，当不同的气体吸收谱线非常接近时，一台分析控制器也可以对多种气体进行同时监测。无电源要求的光学传感单元能非常容易的满足有防爆要求的检测场合（可以配置发射端和接受端都使用光纤传输）。 

燃煤发电厂的氨逃逸监测

      在大规模燃烧矿物燃料的领域，例如燃煤发电厂，都安装了前燃（pre-combustion）或后燃（post combustion） NOX控制技术的脱硝装置，后燃NOX控制技术可以是选择性催化还原法(SCR)也可以是选择性非催化还原法(SNCR)，但是无论应用哪种方法，基本原理都是一样的，即都是通过往反应器内注入氨与氮氧化物发生反应，产生水和N2。注入的氨可以直接以NH3的形式，也可以先通过尿素分解释放得到NH3再注入的形式，无论何种形式，控制好氨的注入总量和氨在反应区的空间分布便可以最大化的降低NOX排放。氨注入的过少，就会降低还原转化效率，氨注入的过量，不但不能减少NOX排放，反而因为过量的氨导致NH3逃逸出反应区，逃逸的NH3会与工艺流程中产生的硫酸盐发生反应生成硫酸铵盐，且主要都是重硫酸铵盐。铵盐会在锅炉尾部烟道下游固体部件表面上沉淀，例如沉淀在空气预热器扇面上，会造成严重的设备腐蚀，并因此带来昂贵的维护费用。在反应区注入的氨分布情况与NO和NO2的分布不匹配时也会出现氨逃逸现象，高氨量逃逸的情况伴随着NOX转化效率降低是一种非常糟糕的现象和很严重的问题。

      通过以上分析可以得出这样一个结论，我们需要在最低的氨逃逸率水平下去降低氮氧化物的排放水平。在工业领域，越来越多的在线监测技术能够连续地、精确地、即时地监测NH3,NO,NO2,CO,CO2,O2等与矿物燃料燃烧密切相关的气体，基于光谱学技术如可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)已经在很多燃烧矿物燃料的发电厂或其他工业燃烧领域被用于监测以上提到的气体浓度。

炼钢行业过程控制中的烟气监测

      钢是碳含量低于1%（通常情况下）的铁合金，低碳钢被最广泛应用在汽车制造和一些建筑工业领域，钢可以应用户需要被铸造成钢筋、钢板、电线、钢条、管材等多种样式的产品。

      在20世纪，炼钢工艺有了很大的改变，这种工艺改变主要是由于社会、政治和大气环境等因素的驱动。20世纪中期，受市场对高质量钢材的需求不断增加，炼钢产业在此刺激下产量日益增长。在美国，建立了高投入的综合性炼钢企业6，这些企业通过数道工序精炼铁矿石制钢，通过对钢的化学成分的良好控制炼制出满足市场需要的高质量的钢材。

      在最近的二十年里，由于能源危机的出现，提高热效率成为了钢铁企业优先考虑的事情。综合性的钢厂使用熔炉炼钢，是效率非常高的方式，但是在实际生产中还需要做很多的改进。20世纪五六十年代，大型综合性的钢铁企业都趋向于从工艺开始到结束分批对铁矿石进行冶炼，这就导致了某些设备运行时其他一些设备却处于闲置状态。为了降低能源消耗，连续性的制造工艺因此得到了发展，不过各道工序需要做到协调一致，以降低能源消耗，减少产品生产的时间。

      环境问题同时也成为了高污染行业重点关注的问题。随着时间的推移，环境保护法令变得越来越严厉，这也再次改变了钢铁工业的生产工艺。在过去的二十年里，随着市场的萎缩和人工成本更加低廉的进口钢材出现，使得竞争越来越激烈。激烈的竞争迫使发达国家的许多炼钢设备必须降低成本，提高产品质量。

      在钢铁冶炼中，来自于高炉的碳含量约4%的铁水送进氧气转炉（basic oxide furnace ,BOF）进一步精炼出钢。为生产出高等级、高品质的钢材，向转炉吹进高纯度的氧气，消耗铁水中的碳元素与硅元素，使得钢铁碳含量从4%降低到1%以下。根据钢等级以及质量要求，转炉(BOF)出来的的钢将被再次精炼以及添加合金后做成最终的产品。在转炉内若想使铁水碳含量大大低于1%是做不到的，过量吹进氧气不会更多地降低碳含量反而会恶化钢铁的品质。因此，确定一个停止往转炉内铁水吹进氧气的合适截止时间（(cut-off time)对于炼钢企业来说是非常关键和重要的。

电解铝厂过程控制中HF气体监测

      铝厂通常使用电解法从铝矾土中提炼金属铝，即Hall-Héroult 工艺，铝电解需要耗用大量的电力，因此一般铝厂都位于大容量的发电厂附近。

      原铝采用电解还原铝矾土(Al2O3),获得，铝矾土(Al2O3),中含有冰晶石(Na3AlF6)和AlF3，电解过程中产生的HF气体经电解槽上罩板集气送往净化设备处理后再排放。HF气体具有剧毒，对电解槽车间里工人的身体健康和周边的环境都有很大的伤害和影响，另外，铝厂对氟化物回收也有其经济效益。干法除尘净化技术在世界范围内的铝厂被广泛使用，氧化铝作为净化系统中的吸附剂与HF气体发生反应生成AlF3，生成的AlF3再重新输送到电解槽，因而回收利用了相对昂贵的氟化物。控制好加入到净化系统中的氧化铝量就能很好的控制HF气体的排放。因此，连续地、原地实时地监测HF排放对于优化干式净化设备中加入的氧化铝数量起到了积极效果。