[發(fā)明專(zhuān)利]一種穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011484920.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112683617A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永椿;紀(jì)禺山;張軍營(yíng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/28;G01N21/64;F27B17/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發(fā)明屬于能源與環(huán)境相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置及其應(yīng)用，所述裝置包括：注射器，用于輸出痕量元素或其化合物的溶液；微型雙流霧化噴嘴，包括進(jìn)液口、進(jìn)氣口以及出口，所述注射器出口與所述進(jìn)液口連接，所述進(jìn)氣口與載氣瓶的出口連接；加熱爐以及設(shè)于所述加熱爐內(nèi)的加熱管，所述加熱管的進(jìn)口與所述出口連接。本申請(qǐng)通過(guò)設(shè)置微型雙流霧化噴嘴首先將較大的液滴分散為均勻細(xì)小的液滴，并在后續(xù)的加熱爐中快速穩(wěn)定蒸發(fā)變成氣相，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)氣相痕量元素或其化合物的持續(xù)定量輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源與環(huán)境相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

硒是煤中常見(jiàn)的揮發(fā)性元素，在煤燃燒過(guò)程中會(huì)全部或部分揮發(fā)出來(lái)，而且煤中的硒在燃燒過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為有毒的SeO₂，而SeO₂很容易遷移到水中形成毒性更強(qiáng)的亞硒酸鹽。準(zhǔn)確了解硒的揮發(fā)特性是硒排放控制的基礎(chǔ)。

在實(shí)際工廠進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)推廣離不開(kāi)前期實(shí)驗(yàn)室里小規(guī)模實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)論作為理論支撐，而目前面臨的首要困難在于實(shí)驗(yàn)室中難以精準(zhǔn)地模擬燃煤煙氣中的微量成分。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)硒揮發(fā)特性的研究有加熱揮發(fā)法以及加熱溶液法，其中，加熱揮發(fā)法是在裝置中通過(guò)加熱固體SeO₂(s)揮發(fā)持續(xù)產(chǎn)生氣態(tài)SeO₂，并使氣態(tài)SeO₂通過(guò)吸附層進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)獲得其揮發(fā)特性。但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SeO₂揮發(fā)速率并不是溫度的唯一函數(shù)，其揮發(fā)特性不僅與溫度有關(guān)，與暴露面積，粒度等都有關(guān)系，而且固體SeO₂(s)升華揮發(fā)的過(guò)程非常難以控制，因此該種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件的要求非常苛刻，難以準(zhǔn)確校準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)精度并不高。加熱溶液法對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置具有很大的依賴(lài)性，僅僅使用注射泵，并且在連接石英管的地方采用的是針頭注射的方式，這會(huì)導(dǎo)致液流的不連續(xù)，一方面液滴進(jìn)入加熱區(qū)時(shí)會(huì)迅速氣化，引起脈動(dòng)的壓差，對(duì)磨砂連接等部位產(chǎn)生沖擊，因而裝置的氣密性難以得到保證；另一方面針頭點(diǎn)注的方式會(huì)讓氣相痕量元素分布不均，含痕量元素氣流的濃度時(shí)高時(shí)低，影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的精度。因此亟需設(shè)計(jì)一種能夠穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素的裝置以滿(mǎn)足后續(xù)實(shí)驗(yàn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置及其應(yīng)用，通過(guò)設(shè)置微型雙流霧化噴嘴首先將較大的液滴分散為均勻細(xì)小的液滴，并在后續(xù)的加熱爐中快速蒸發(fā)變成氣相，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)氣相痕量元素或其化合物的穩(wěn)定定量輸出。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置，所述裝置包括：注射器，用于輸出痕量元素或其化合物的溶液；微型雙流霧化噴嘴，包括進(jìn)液口、進(jìn)氣口以及出口，所述注射器出口與所述進(jìn)液口連接，所述進(jìn)氣口與載氣瓶的出口連接；加熱爐以及設(shè)于所述加熱爐內(nèi)的加熱管，所述加熱管的進(jìn)口與所述出口連接。

優(yōu)選地，所述裝置還包括緩沖室沖擊瓶，所述沖擊瓶?jī)?nèi)設(shè)有吸收溶液，用于吸收痕量元素或其化合物以便對(duì)其濃度進(jìn)行檢測(cè)。

優(yōu)選地，所述加熱爐還包括控制裝置，用于控制所述加熱爐的溫度。

優(yōu)選地，所述裝置還包括微型注射泵，所述微型注射泵用于控制所述注射器的輸出流速。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種如上述所說(shuō)穩(wěn)定產(chǎn)生氣相痕量元素或其化合物的裝置的應(yīng)用，所述痕量元素或其化合物為SeO₂。

優(yōu)選地，所述吸收溶液為HNO₃和H₂O₂的混合溶液。

優(yōu)選地，所述吸收溶液中HNO₃和H₂O₂的質(zhì)量濃度分別為5％和10％。