燃烧过程中碱金属原位测量技术综述

黄书益，白 彬，岑新坤，王浩帆，蒲 旸，姚 斌，娄 春

（1.国家能源集团乐东发电有限公司，海南 乐东 572500；2.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074）

准东煤等燃料中含有的钠（Na）、钾（K）等碱金属燃烧过程中，易导致炉膛沾污、结渣等安全问题[1-3]，影响炉膛正常运行。燃烧过程中碱金属的准确测量可获得碱金属释放规律[4-6]，有助于锅炉运行人员采取掺烧、优化运行等措施，缓解燃料中的碱金属给燃烧带来的问题[7-9]。

对于高碱燃料燃烧过程中Na、K等碱金属的检测，常用取样分析法可分为2类：一类是对高碱燃料或灰渣取样，再用能量弥散X射线光谱（energy dispersive X-ray spectroscopy，EDS）技术、X射线荧光光谱分析（X-ray fluorescent，XRF）技术、X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）技术等离线检测灰渣样品中碱金属的相对含量[10]，已有学者用该类方法开展了高碱煤、生物质燃烧过程中不同赋存形态的碱金属对炉膛结渣的影响[11-13]；另一类是对燃烧烟气取样，用电感耦合等离子体原子发射光谱技术（induc-tively coupled plasma atomic emission spectrometer，ICP-AES）检测烟气中气相碱金属的含量[14-16]，在一定程度上解决了仅靠分析残余物的方法间接研究碱金属元素释放行为的不足，对碱金属元素的转化机理和排放控制研究也具有重要作用。但上述取样分析方法属于燃烧前和燃烧后的碱金属检测，无法得到高碱燃料燃烧过程中碱金属的释放量，这使得碱金属在燃烧过程中的动力学行为依然不明确；此外，高碱燃料在锅炉中的安全高效燃烧，需要在线快速且能原位定量检测碱金属元素的非接触式测量及诊断方法。

近年来，基于光学的非接触式诊断方法在燃烧温度及组分的测量中得到较为广泛的应用[17-18]。其中，用于实验室火焰中气相碱金属含量的连续检测方法主要包括：激光诱导荧光（laser-induced fluorescence，LIF）[19-20]、激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectroscopy，LIBS）[21-23]、吸收光谱（absorption spectroscopy，AS）[24]等主动式燃烧诊断技术，以及火焰发射光谱（flame emission spectroscopy，FES）[25-26]、图像处理等被动式燃烧诊断技术。通过燃烧过程中气相碱金属的在线原位检测，在生物质、煤粉颗粒燃烧过程的试验研究中，碱金属元素Na、K的动态释放规律、迁移转化特性、各阶段的释放比例等得到深入研究，而且部分检测技术已逐步应用到燃烧高碱燃料的大型炉膛中。本文结合燃烧过程中气相碱金属在线原位检测的需求，从主动式原位检测和被动式原位检测2方面阐述相关检测技术的研究现状及应用情况，进而对高碱燃料燃烧中碱金属检测的发展趋势和动态进行探讨。

1 燃烧中碱金属主动式原位检测

当测试人员对燃烧火焰施加某种光学信号（如激光）时，燃烧火焰会与施加的光学信号产生相互的作用。检测相互作用的强度，可实现温度、流速、组分含量等热工物理量的测量。这种方法称为主动式燃烧诊断。目前，利用激光检测燃烧过程中气相碱金属的技术有：激光诱导荧光、激光诱导击穿光谱、吸收光谱等技术。

1.1 激光诱导荧光技术

激光诱导荧光技术是采用频率可调的激光对被测样品共振激发而产生荧光信号，然后在与激光束垂直的方向对荧光进行探测分析。气态原子的自由电子吸收辐射后跃迁到较高能级又返回较低能级过程中会发出荧光。此外，原子/分子的光解离也会导致处于激发态的光碎片产生荧光，这种性质会妨碍原子/分子荧光的检测。因此，在实际应用中该技术又分为直接原子/分子荧光和光碎片荧光技术。

1.1.1 激光诱导原子/分子荧光技术

将激光诱导原子/分子荧光技术用于燃烧火焰中组分测量时，火焰中组分受激发产生原子荧光或分子荧光的光强与荧光量子效率、入射光强度、荧光衰减系数、原子/分子总数等因素有关，可通过荧光强度定量得到火焰中组分的含量[18]。将所用的激光束改为激光片，即可称为平面激光诱导荧光（planar laser-induced fluorescence，PLIF）技术，可实现组分含量二维分布测量。典型的平面激光诱导荧光系统结构如图1[19]所示。

图1 平面激光诱导荧光系统结构Fig.1 Structure of the planar laser-induced fluorescence system

由图1可见，PLIF系统主要由脉冲YAG激光器、染料激光器、片光成型器、弱光信号检测器（一般由图像增强器和CCD相机耦合而成）、时间序列同步延时触发控制器、控制主机、数据采集控制分析软件平台等组成。

澳大利亚阿德莱德大学van Eyk等人最早应用PLIF技术测量单颗粒煤燃烧过程中的Na含量分布[19]。激光器所用的波长为589.6 nm，该波长的激光可激发Na原子双线中的D1线跃迁。实验通过对荧光信号标定，可以实时检测整个燃烧过程碱金属Na的释放。利用PLIF技术的测量结果表明，根据气态Na元素的释放，单颗粒褐煤燃烧中碱金属的释放过程可分为3个阶段，分别对应于褐煤的脱挥发分燃烧、焦炭燃烧与成灰过程。气态Na的含量在单颗粒褐煤的脱挥发分中期和焦炭燃尽时达到峰值。

在此基础上，van Eyk等人将PLIF技术与双色高温计相结合，同时在线测量了煤颗粒燃烧过程中Na原子浓度、颗粒表面温度和颗粒尺寸[27]。结果表明：在焦炭燃烧阶段，单颗粒火焰气相Na含量与颗粒直径成反比；在整个燃烧过程中，气相Na含量与燃烧火焰温度紧密相关，两者随时间变化的曲线基本吻合，因此可以判断燃烧温度是影响气态Na释放的关键因素。进一步，van Eyk等人测量了水基钠与有机钠的释放。结果表明：水基钠的受热挥发主导挥发分阶段气相Na释放[28]。在焦炭燃烧阶段，水基钠与有机钠同时释放。成灰阶段释放的Na质量约占总钠质量的60%。根据以上结果，van Eyk等人发展了一套煤燃烧过程中焦炭燃烧阶段的Na释放机理[29]，其主要内容为：褐煤颗粒燃烧的脱挥发分阶段，气态Na的释放来自于NaCl，同时，褐煤颗粒内未释放的Na元素全部转化为有机Na（Char-Na）；在焦炭燃烧阶段，气态Na的释放来源于有机钠的热分解。

此外，Saw等人利用PLIF技术观测了单液滴黑液（black liquor）燃烧过程中Na元素的动态释放过程[30]。黑液是一种造纸工业副产品，主要成分是木质素与半纤维素。Saw等人的结果表明，Na元素的释放主要来源于黑液燃烧后期的熔融盐氧化，脱水、脱挥发分和焦炭燃烧阶段气相Na的释放量几乎可以忽略不计。

1.1.2 激光诱导光碎片荧光技术

激光诱导光碎片荧光技术是激光诱导原子/分子荧光技术的发展迭代技术。激光诱导光碎片荧光技术可用于测量碱性氯化物和氢氧化物等物质含量。其基本原理是：使用紫外激光（通常是3倍或4倍倍频的Nd:YAG激光或准分子激光）光解合适的前体分子之后，可以观察到来自受激金属原子的荧光。光碎片激发的反应式为：

式中：M为处于基态的碱金属原子；h为普朗克常数；vUV为激光的频率；X为Cl-或OH-；M*为处于激发态的碱金属原子。

发出荧光的反应式为：

式中：v2为激发态的碱金属原子回到基态释放的光子频率。

在特定波长下的光碎片荧光强度与碱金属化合物分子浓度有关，通过标定可获得其绝对浓度。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Oldenborg等人提出将光碎片荧光作为一种分析技术用于气相碱金属氯化物的检测中[31]。德国海德堡大学Monkhouse基于光碎片荧光技术发展了一套准分子激光诱导光碎片荧光系统（excimer laser-induced fragmenta-tion fluorescence，ELIF）[17]，通过ArF准分子激光器，先将含有Na和K的碱金属化合物解离出Na和K原子，再通过获取其荧光信号在线测量气相碱金属化合物浓度，目前该技术已用于煤粉炉和生物质流化床锅炉燃烧后烟气中NaCl和KCl的原位在线测量。上述测量主要获得单点或沿视线的平均值，但在实际燃烧装置中，组分在空间分布的成像测量更具价值。

近年来，瑞典隆德大学研究者结合片光源将光碎片荧光技术用于燃烧火焰中气相碱金属化合物分布的原位检测。其主要的特征是利用厚度为1 mm左右的垂直激光片通过燃料颗粒喷出的中心孔燃烧器，使用加装滤色片的ICCD相机检测荧光信号，滤色片的可通过波长为766 nm，可以抑制背景辐射与钠原子等其他组分的光信号，收集766 nm的特征波长信号，对收集的信号进行处理后，结果显示在燃料颗粒周围产生了一个比燃烧颗粒尺寸更大的荧光光碎片，再通过自吸收修正与标定过程，可以获得燃料颗粒周围的钾浓度二维分布。Leffler等人向当量比为1的甲烷-空气火焰的产物区分别注入不同浓度的KCl与KOH溶液，采用图2[20]所示的激光诱导光碎片系统，获得产物区的光碎片荧光信号。结果表明：火焰边缘的KCl与KOH浓度与通入的溶液浓度成正比，证明LIPF是一种可信度较高的测量方法。其检测范围为0～20×10-6，检测限为(0.5～1.0)×10-6[20]。进一步，Leffler等人向不同当量比的甲烷-空气火焰通入不同浓度KCl与KOH溶液，结果表明：在化学当量比为1时，LIPF检测到的KOH/KCl浓度最高[32]。Weng等人考虑自吸收效应，对KOH与KCl浓度进行修正，测量了麦秸秆半焦颗粒的钾释放，在燃烧颗粒周围测量到的最大钾浓度超过40×10-6；在氧化过程中，钾的释放速率稳定在0.5 μg/s，60%以上的钾元素以KOH的形式释放[33]。另外，Weng等人还研究了麦秸、葡萄渣、猕猴桃渣和稻壳生物质颗粒燃烧过程的钾释放，结果表明：颗粒的着火与钾释放同时发生，然后颗粒燃烧强度迅速增加，直到达到最大，在此之后，颗粒温度和钾释放速率基本保持不变，直到颗粒燃烧过程结束[34]。

图2 激光诱导光碎片荧光系统结构Fig.2 Structure of the laser-induced photo fragmentation fluorescence system

1.2 激光诱导击穿光谱技术

激光诱导击穿光谱（LIBS）技术是一种全元素分析技术[35-36]，该技术将激光脉冲聚焦到测量对象上，当激光脉冲的能量密度达到测量对象的击穿能量阈值时，激光脉冲聚焦点处会因电离作用产生高温等离子体。

该过程包括3步：1）高能激光加热少量测量样品，形成一个等离子态高温区，高温区的温度最高为10 000 K；2）等离子体逐渐冷却，发射连续光谱，这是由于电子的动能降低，产生了韧致辐射；3）是最重要的环节，电子向低能级的跃迁产生辐射，此过程持续时间极短。通过光学元件收集光谱信息，通过分析处理即可获得元素种类，达到LIBS定性分析的效果；通过标定过程，获得谱线的强度与元素浓度的定量关系，通过计算即可获得该元素的浓度，完成LIBS定量分析。典型的LIBS系统结构如图3所示。该系统主要包括脉冲激光器、光谱仪、光路等。

图3 激光诱导击穿光谱系统结构Fig.3 Structure of the laser-induced breakdown spectroscopy system

澳大利亚阿德莱德大学Hsu等人与瑞典隆德大学开展合作，率先用LIBS技术对单颗粒褐煤和生物质燃烧过程中的碱金属释放进行了在线测量[21]，利用超声波雾化装置结合预混平焰燃烧器，记录不同碱金属浓度条件下火焰中对应元素的LIBS信号强度，获得火焰中气相碱金属原子浓度与LIBS信号强度的关系。随后，浙江大学王智化和何勇等使用相同的标定方法，定量分析了不同气氛、不同煤阶的单颗粒褐煤燃烧过程中Na元素的动态释放过程[22,37]，进一步研究了添加高岭土对Na释放的影响[38-39]。清华大学张志昊等用LIBS技术测量生物质颗粒燃烧过程中碱金属浓度，通过实验获得的数据进行单颗粒燃烧模拟，推出燃烧颗粒释放的动力学参数[23]。华南理工大学董美蓉等采用ICCD面阵探测器获取LIBS光谱图像，实现了单颗粒煤粉燃烧过程Na和K原子浓度空间分布的在线测量[40]。

同时，清华大学李水清、张易阳等在应用LIBS技术时发现固相与气相的光谱击穿极限不同，采用低强度激光可不击穿气相中的元素，只收集固相内的元素信息，开发了一种具有相选择性的激光诱导击穿光谱（phase selective LIBS，PS-LIBS）技术[41]，并使用PS-LIBS技术测量了单颗粒煤燃烧初期的气相Na浓度[42]。

1.3 吸收光谱技术

当一束光通过燃烧火焰时，火焰中的气固相燃烧介质会导致入射光衰减，其衰减程度可以用朗伯-比尔定律I=I0e-KL描述，定律中吸收系数K由火焰中固相颗粒和气相介质的辐射特性所确定，并且与其浓度有关[18]。

1.3.1 差分吸收光谱技术

差分吸收光谱（differential optical absorption spectroscopy，DOAS）技术以朗伯-比尔定律为基础，是根据气体在选择性吸收特定波段的辐射测量组分浓度的一种方法。用于测量火焰气相碱金属浓度时，由于其他气体与灰尘颗粒的吸收作用会对测量结果有所干扰，因此，DOAS技术对该定律进行了一定的改进[17]：

其中：Nalk为碱金属浓度；I(λ1)与I(λ2)分别为光谱强度中的最大值与最小值；σ(λ1)与σ(λ2)分别为对应波长λ1与λ2的吸收系数；L为存在吸收作用的光学路径长度。

通过将信号做比例，消除灰尘干扰，再通过计算分离其他组分的光谱（如SO2），可将偏差缩小至10%以内[43]。

瑞典隆德大学研究者基于DOAS技术研制了一套原位碱金属氯化物监测（in-situ alkali chloride monitor，IACM）系统[43]，如图4所示。该系统在锅炉烟道两侧布置2个端口，发射端凹面镜将点光源整合为平行光，平行光穿过烟气到达接收端，被凹面镜聚集到光纤探头位置。光纤将获得的信号传递到光谱仪，进行下一步处理。

图4 差分吸收光谱系统结构Fig.4 Structure of the differential optical absorption spectroscopy system

该系统的检测对象包括NaCl与KCl，温度要求为650～1 300 ℃，测量范围为1～10-4。在100 kW实验锅炉中研究空气与富氧气氛下丙烷火焰的光谱特征与气相KCl浓度差别[44]。结果表明，在富氧气氛下，197～297 nm之间有较强吸光度，气相KCl的浓度较空气气氛低5×10-6。

1.3.2 可调二极管吸收光谱技术

可调谐二极管激光吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy，TDLAS）技术使用波长可调谐的二极管激光器，通过电流控制激光的特征波长，收集气体特征波长下的吸收光谱并分析处理，获得火焰温度信息与浓度信息[18]。TDLAS技术具有响应快（可实现实时监测）、灵敏度高（探测极限低）、可测量组分多（多组分联合测量）等优点，逐渐在燃烧诊断中得到广泛的应用。图5为TDLAS系统结构。由图5可见，来自多个二极管激光器的光纤由1个多路传输器耦合到1根光纤中，激光束被透射到透镜准直，再穿过测量区域；另一接收透镜将透射光聚焦到多模式光纤，通过多路分配器分别送到对应的检测器中。从每个通道的激光吸收光谱中可以得到组分浓度和温度。

图5 可调二极管吸收光谱系统结构Fig.5 Structure of the tunable diode laser absorption spectroscopy system

由于TDLAS技术的高灵敏度和不受火焰中颗粒介质的干扰，德国海德堡大学Schlosser等人利用此技术实现了高温高压环境下K原子浓度测量[45]，随后又用于燃煤锅炉生成的烟气中Li、K、Na的在线测量[46]。Sepman等人用TDLAS技术在线测量了生物质气化炉中气体温度及K等物质组分浓度[47]，Qu等人对此技术进行了改进，使其可用于饱和吸收下的钾原子浓度测量[48]；Weng等人则使用该技术在波长769.9 nm处测量了固体燃料燃烧过程中的钾浓度[49]。

需要注意的是，吸收光谱是一种基于路径积分的技术。对于浓度非均匀分布的火焰，需要从多个方向获取投射信息，再结合层析成像方法来实现路径上不同位置的浓度测量。

2 燃烧中碱金属被动式原位检测

工业燃烧装置的规模较大，使用环境恶劣，燃烧火焰中的各种气体组分与固体颗粒会释放强烈热辐射，这些因素会干扰激光信号，甚至导致无法接收到激光信号。因此，通过分析火焰自发射辐射的被动式燃烧诊断技术成为了研究热点[50]，这类技术不需要外加光源，依靠收集、分析火焰自发射辐射诊断燃烧，目前也已被用于燃烧火焰中碱金属的在线原位检测。

2.1 火焰发射光谱技术

根据原子光谱理论，碱金属元素在高温下发射响应的原子发射谱线，发射谱线的强度可以反映气相碱金属浓度[51]。英国利兹大学Jones等人利用火焰激发的原子发射光谱技术对原始柳木、脱除K元素柳木和添加K元素柳木颗粒的燃烧火焰内K元素浓度变化进行了定量观测[52]，结果表明：在柳木燃烧过程中，气相K元素释放与柳木燃烧过程的脱挥发分、焦炭燃烧及灰分阶段吻合，并且发现K元素可以大幅缩短柳木颗粒脱挥发分和焦炭燃烧阶段的时间。在此基础上，Mason等人应用火焰光谱检测（FES）法测量了13种不同生物质燃烧过程中碱金属元素的释放曲线[53]，通过实验数据分析燃料颗粒中K元素含量、各阶段K元素释放比例以及燃烧过程中K元素释放到气相中的最大速率之间的关系，进而建立并验证了K释放的模型，该模型可以预测气相K的释放[54]。

在国内，诸多研究人员将火焰自发射技术用于燃烧诊断[55-62]。清华大学韩雨佳等测量携带流反应器煤粉射流火焰气相Na的光谱信号强度，获得Na释放量的相对值，进而开展了不同煤种的燃烧温度和气相碱金属Na的在线测量研究[55]。中国矿业大学亚云启等连续采集垃圾焚烧炉内城市垃圾的火焰燃烧光谱[56]，结果显示碱金属Na和K的光谱强度曲线与温度曲线吻合[56]，进一步在实验室中进行生物质单颗粒燃烧实验，讨论了碱金属辐射强度、火焰温度和燃烧工况之间的关联[57]。华中科技大学娄春等针对火焰发射光谱技术，通过对原子发射光谱理论的定量分析，结合火焰热辐射的精确计算，提出从火焰自发射光谱中同时获得火焰温度和Na、K等碱金属浓度的测量技术[58-62]。采用光谱仪获取的高碱燃料燃烧火焰光谱I由2部分组成，即火焰热辐射自发射的连续光谱Ic及碱金属受激发发射的特征谱线（I(Na)和I(K)等），即为：

通过黑体炉标定，可以将光谱仪获得的火焰光谱信号转换为绝对光谱辐射强度，进而采用多波长法从火焰热辐射连续光谱中计算火焰温度[58]；并从Na、K特征谱线强度中扣除火焰的基础热辐射，再建立类似于LIBS测量碱金属的标定系统，从I(Na)和I(K)中获得气相碱金属浓度。图6为固体燃料颗粒燃烧火焰发射光谱检测系统，采用该技术在Hencken平面火焰燃烧器上开展了生物质、准东煤颗粒燃烧过程中K、Na元素气相浓度、火焰温度和热辐射强度的同时在线原位检测[59-60]，结果表明：FES技术能精确识别挥发分、焦炭、灰分3个阶段的碱金属释放，对于生物质颗粒燃烧，挥发分含量对K的释放行为有重要影响，灰分中的Si可抑制K的释放；对于高碱煤颗粒燃烧，挥发分和焦炭阶段，Na的释放受温度和热辐射的影响，灰分中硅铝含量高，可抑制灰分阶段Na释放。同时，基于火焰自发射光谱技术研制了一套便携式设备，包括枪型探针和自行开发的检测软件，并用于准东煤燃烧锅炉及垃圾焚烧炉内火焰温度和碱金属浓度的原位测量[60-61]，结果表明：垃圾原料中较高的挥发分含量会促进气相Na、K的释放，增加飞灰中的Na、K含量；焚烧炉内气相Na、K的释放还与火焰温度以及一次风量有关。

图6 固体燃料颗粒燃烧火焰发射光谱检测系统Fig.6 Schematic diagram of the flame emission spectroscopy of solid fuel particle system

在此基础上，西安热工研究院有限公司张向宇等采用FES技术开展了准东煤旋风燃烧火焰光谱分析[63]，根据获得燃烧温度、气相Na浓度等测量结果，发现燃烧时煤灰中绝大部分的Na会挥发进入气相，气相Na会在旋风筒尾部向飞灰中迁移。中国矿业大学李框宇等建立了耦合温度、辐射强度的气相碱金属浓度标定方法[64]，并将其用于生物质及煤颗粒燃烧的碱金属释放研究[64-65]。此外，华南理工大学董美蓉等采用FES技术研究了添加不同形式K的煤粉颗粒着火特征及碱金属释放行为[66]。立陶宛能源研究所的Paulauskas等人使用FES技术测量了木材与秸秆单颗粒燃烧过程中的Na与K的释放，结果显示Na、K的释放主要发生在脱挥发分阶段，在脱挥发分阶段65%以上的K与74%以上的Na被释放[67]。英国肯特大学Li等人[68]利用微型光谱仪获取了花生壳、柳树、玉米芯、玉米秸秆和麦秸及其混合燃料中K的光谱信号。利用K的光谱信号构建基本递归神经网络（RNN）、长短时记忆神经网络（LSTM-NN）和深度递归神经网络（DRNN）3种递归神经网络，预测碱金属浓度，并通过实验评估3种神经网络的准确程度。结果表明，DRNN模型的预测效果最好，相对误差为6.34%。

2.2 图像处理技术

火焰发射光谱技术获得的检测结果也是沿视线方面检测结果的累积值，属于单点测量。随着CMOS、CCD等阵列传感器的发展，在传感器前加单色滤色片来获得某一个波长下的碱金属发射强度图像，可以获得碱金属的二维分布。

华东理工大学于广锁等在一个对冲多燃烧器气化炉内开展了碱金属原子发射光谱和火焰温度的同时测量研究[69]，实验中采用一台高分辨率CCD相机结合带通滤色片（580、590、600、760、770、780 nm）来分别获取Na和K的发射光谱强度图像。发现在不同O/C条件下，撞击区域发射光谱强度最强，原子释放浓度与火焰温度最高，且发射强度可以作为温度的定性表征。

瑞典隆德大学翁武斌等[70-71]将火焰发射光谱与图像处理相结合，在平面Mckenna燃烧器上燃烧尺寸224～250 μm的单一生物质颗粒，采用光谱仪结合加滤色片的ICCD相机获得不同波长下的燃烧过程光谱发射数据与辐射强度图像。结果表明，Na*、K*的信号在燃烧过程中持续存在，且在挥发分燃烧阶段结束前与CH*、C2*的信号变化相同。

各碱金属测量技术指标对比见表1，表1分别给出了以上各种技术的主要装置、检测组分、检测下限及应用。

表1 各碱金属测量技术指标对比Tab.1 Comparison of indicators of all kinds of alkali metal detection technologies

3 结 语

高碱燃料如准东煤、生物质颗粒等含有大量碱金属元素，在炉膛中燃烧碱金属元素析出会导致受热面的沾污、结渣等一系列问题，轻则影响锅炉经济性，重则引发安全问题。因此，对于炉膛内碱金属的准确定量测量对于了解碱金属元素的释放、迁移规律有重要意义。

本文将燃烧过程中碱金属原位测量技术分为主动式与被动式，分别介绍了各个技术的基本原理、实验室科研成果与工业应用。然而，现有的许多碱金属检测技术可以检测的组分较简单，对于燃烧过程中含碱金属元素的中间组分的测量手段较少，难以揭示碱金属的迁移过程，未来的碱金属测量技术应尽可能获得更多的燃烧参数与中间组分浓度。每种技术单独使用获得的信息有限，多种技术的组合应用可能提供更有价值的数据。从工业推广的角度来看，大多数技术都是在良好的环境中设计并使用的，如实验室，缺少普遍适用于所有情况的检测技术。