[實用新型]一種氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置

有效

• 申請號: 201721452494.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN207396348U
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 劉晶;張振;沈鋒華;屈文麒;董昱辰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: G01N21/62
• 分類號: G01N21/62;G01N1/24;G01N1/28
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本實用新型屬于熱力設備配套檢測相關領域，并公開了一種氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置，其包括預處理單元、氣體采樣單元、霧化單元、光譜儀，其中預處理單元用于除去作為監測對象的氣體執行過濾預處理；所述氣體采樣單元通過三通的形式、在保溫條件下執行氣體采樣操作，并將其中一部分輸送至霧化單元，另外一部分清潔處理后排出；霧化單元對氣體執行霧化及去溶劑化處理，然后將產生的干氣溶膠輸送至光譜儀，然后借助此光譜儀測取其元素特征譜線強度。通過本實用新型，能夠以簡易便捷、高精確的方式執行整個監測過程，并且可有效監測不同氣體環境中多種元素的瞬時濃度。

技術領域

本實用新型屬于熱力設備配套檢測相關領域，更具體地，涉及一種氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置。

背景技術

鈉、鉀等堿金屬及其化合物因會對熱電廠部件材料產生腐蝕作用、降低熱力效率，增加維護費用等原因而受到廣泛關注。堿金屬對熱力設備部件產生嚴重影響具體表現在：阻礙熱交換，降低換熱效率，從而降低發電效率和功率；阻塞流道，造成機械損害；運行故障；產生腐蝕。此外，重金屬、痕量元素及其化合物是大氣污染物的重要組成，某些痕量元素即便在濃度很低的情況下，也會對生態環境造成嚴重的破壞，甚至毒害動植物，對人類健康造成嚴重威脅。各種熱力設備排放氣體、產品氣中堿金屬及痕量元素等有害元素的危害已經得到廣泛關注，加強對各種工業過程氣體污染物中堿金屬及痕量元素的監測，研發直接定量測定氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置，有利于促進環境保護，并促進相應的環保法規的建立和完善。

現有技術中已經提出了一些常規的檢測方案。然而，進一步的研究表明，這些方案大多通過溶液吸收、固體吸附劑吸附等方法收集一段時間內釋放到氣體中有害元素的總量，再對吸附介質樣品進行恢復消解，再由傳統的原子吸收光譜儀、紫外可見分光光度儀、原子熒光光譜儀、電化學法儀器等技術手段進行測定。相應地，不僅導致測量方法取樣耗時長，分析前恢復和消解的步驟復雜等問題，特別是難于精確地獲取有害元素在短時間內排放濃度的波動情況，因而很難滿足工業排放監控領域對熱力裝置實際運行狀況進行實時監控的需求。

實用新型內容

針對現有技術的以上不足之處和改進需求，本實用新型提供了一種氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置，其中通過充分結合熱力設備尾部煙氣或產品氣排放過程的工藝特點，對整個監測裝置的整體構造組成及一些關鍵組件如氣體采樣單元、霧化單元、光譜儀等的具體結構和設置方式作出針對性設計，相應能夠極大拓展光譜儀和質譜儀在氣體中多元素連續在線監測的適用范圍，同時具備結構緊湊、使用靈活等特點，因而尤其適用于工業化生產的各類熱力設備檢測應用場合。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種氣體中堿金屬及痕量元素濃度的在線監測裝置，其特征在于，該裝置包括預處理單元、氣體采樣單元、霧化單元、光譜儀，其中：

所述預處理單元設置在熱力設備的煙道與所述氣體采集單元之間，并用于除去作為監測對象的氣體執行過濾預處理；

所述氣體采樣單元包括保溫采樣管、機械泵和蠕動泵，其中該保溫采樣管被設計為具備三個端口且通過三通來實現氣體分流，其中它的第一端設有與所述預處理單元保持相連的氣體入口，并且用于在所述機械泵的作用下將氣體抽取至保溫采樣管中，它的第二端與所述蠕動泵保持相連，并且用于將定量采樣的第一氣體輸送至此蠕動泵以執行后期檢測，它的第三端連接有凈化元件，并且用于將其余的第二氣體執行無害化處理后排入大氣環境；

所述霧化單元設置在所述蠕動泵的下游端，并用于將該蠕動泵輸出的所述第一氣體執行霧化及去溶劑化處理，然后將產生的干氣溶膠輸送至所述光譜儀；

所述光譜儀包括進樣元件和等離子體發射光譜儀矩管，其中該進樣元件將來自所述霧化單元的干氣溶膠定量送入至該等離子體發射光譜矩管中，并由所述等離子體發射光譜儀矩管測取其元素特征譜線強度。

作為進一步優選地，所述蠕動泵的泵頭為雙頭異相磁頭結構。