[實(shí)用新型]一種用于氣態(tài)汞分價態(tài)轉(zhuǎn)換和測量的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920224890.2
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN209559845U
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段鈺鋒;孟佳琳;明祥棟;胡鵬;張翔
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N31/00
• 分類號: G01N31/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 景鵬飛

本實(shí)用新型公開了一種用于氣態(tài)汞分價態(tài)轉(zhuǎn)換和測量的裝置，裝置包括除塵濾筒，冷凝室，電控面板，三通閥，多個蠕動泵和多個溶液儲瓶，冷凝室中設(shè)有一級吸收瓶、二級吸收瓶、三級吸收瓶和四級吸收瓶，除塵濾筒上連接有進(jìn)氣管路，四級吸收瓶的頂部連接有出氣管路；通過電子冷凝器維持冷凝室內(nèi)溫度為2～6℃；進(jìn)氣管路上設(shè)置有三通閥將進(jìn)氣分為兩路進(jìn)入不同的吸收瓶中；本實(shí)用新型的裝置對待測氣體進(jìn)行除塵、除水、除酸性氣體的一體化處理，利用化學(xué)溶液吸收的氧化還原法將氧化態(tài)汞轉(zhuǎn)換為零價汞，配合汞在線分析儀可實(shí)現(xiàn)元素汞、氧化汞、氣態(tài)總汞的實(shí)時檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣體中重金屬汞測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于氣態(tài)汞分價態(tài)轉(zhuǎn)換和測量的裝置。

背景技術(shù)

汞是一種微量重金屬元素，具有劇毒性、高揮發(fā)性、遷移性和生物累積性等特性，可通過呼吸、皮膚接觸、飲食等方式進(jìn)入人體，對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，因此燃煤成為最大的大氣汞排放源，約占人為總汞排放量的四分之一。如今，汞污染形勢嚴(yán)峻，汞污染物的檢測與控制技術(shù)成為當(dāng)前煤炭清潔利用的研究熱點(diǎn)。

氣態(tài)汞主要包括三種形態(tài)：氣態(tài)元素汞（Hg⁰）、氣態(tài)氧化汞（Hg²⁺）和顆粒汞（Hg^p）。由于三種汞的比例不同，因此對煙氣中不同形態(tài)汞含量的精確測定尤為重要。區(qū)分煙氣中汞形態(tài)是實(shí)現(xiàn)汞的在線監(jiān)測和汞排放控制及汞污染物有效脫除的重要前提,對探究汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、開發(fā)汞控制技術(shù)、保護(hù)環(huán)境與節(jié)能減排具有十分重要的意義。

目前汞污染物的檢測儀器只能檢測元素汞，不能直接檢測出氧化汞。因而如何將氣體中的氧化汞轉(zhuǎn)化為元素汞成為了當(dāng)前研究的核心內(nèi)容，也是汞污染防治迫切需要解決的關(guān)鍵難題之一。

目前較為成熟的燃煤煙氣汞形態(tài)濃度測量方法主要有3種：安大略方法（OHM）、吸附管離線采樣法（EPA Method 30B）和汞在線監(jiān)測法（Hg-CEMS）。OHM和30B的測試方法相對操作繁瑣，因此Hg-CEMS方法更具前景。現(xiàn)有技術(shù)的 Hg-CEMS 測試系統(tǒng)測量氧化態(tài)汞含量需要通過轉(zhuǎn)換裝置將其還原成可被測量的元素汞的形式。因此，本設(shè)計基于目前汞檢測技術(shù)的研究成果，提出、設(shè)計、開發(fā)一種新型、簡便、精確、便攜、低成本、實(shí)用性強(qiáng)的燃煤煙氣中氧化汞高精度轉(zhuǎn)換裝置，配合現(xiàn)有成熟的廣泛使用的汞濃度在線分析儀，可實(shí)現(xiàn)煙氣氧化汞、元素汞、氣態(tài)總汞濃度的高精度實(shí)時檢測。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的問題，本實(shí)用新型目的在于提供一種利用化學(xué)溶液吸收的氧化還原法實(shí)現(xiàn)氧化態(tài)汞和元素汞的高效分離，與此同時，借助汞在線分析儀，可實(shí)現(xiàn)元素汞、氧化汞、氣態(tài)總汞的實(shí)時檢測的裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種用于氣態(tài)汞分價態(tài)轉(zhuǎn)換和測量的裝置，所述的裝置包括除塵濾筒，冷凝室，電控面板，三通閥，多個蠕動泵和多個溶液儲瓶，所述的冷凝室中設(shè)有一級吸收瓶、二級吸收瓶、三級吸收瓶和四級吸收瓶，所述的溶液儲瓶包括KCl溶液儲瓶、SnCl₂溶液儲瓶、堿性溶液儲瓶和排出溶液儲瓶，除塵濾筒上連接有進(jìn)氣管路，四級吸收瓶的頂部連接有出氣管路。

本實(shí)用新型裝置設(shè)計的基本原理是濕化學(xué)法，采用化學(xué)溶液吸收的氧化還原法實(shí)現(xiàn)氣態(tài)氧化態(tài)汞與元素汞的高效分離；氯化亞錫溶液中發(fā)生反應(yīng)SnCl₂+Hg²⁺→Hg⁰+Sn⁴⁺+2Cl^-，將氧化汞轉(zhuǎn)換為可被測量的零價汞，利用測汞儀測量輸出氣體即可得到氣態(tài)總汞Hg^T濃度；氯化鉀溶液中發(fā)生反應(yīng)KCl+Hg²⁺→HgCl₂將Hg²⁺吸收，利用測汞儀測量輸出氣體即可得到氣體中氧化汞含量Hg⁰；最終利用Hg²⁺=Hg^T-Hg⁰即可得到煙氣中氧化汞含量Hg²⁺。