[發(fā)明專利]一種氣態(tài)三氧化二砷穩(wěn)定發(fā)生與標定的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110498163.7
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113233502B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙士林;謝星宇;梁鑫;趙微;孫志強
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: B01D7/00
• 分類號: B01D7/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 李金偉

本申請涉及煙氣砷脫除技術(shù)領(lǐng)域，提供一種氣態(tài)三氧化二砷穩(wěn)定發(fā)生與標定的裝置及方法，該裝置包括外管；設(shè)于外管內(nèi)的內(nèi)管，內(nèi)管和外管之間具有間隙，內(nèi)管的底部和外管的底部連通；設(shè)于外管的外側(cè)并用于對外管和內(nèi)管進行恒溫加熱的加熱裝置；設(shè)于外管的外側(cè)并用于對外管內(nèi)供載氣流量恒定的載氣的供氣裝置；以及，設(shè)于外管的外側(cè)并與內(nèi)管連接的并列設(shè)置有至少兩組的吸收氣態(tài)三氧化二砷溶液裝置。氣體三氧化二砷通過三氧化二砷顆粒在恒溫加熱及載氣流量帶動的方式進入到吸收氣態(tài)三氧化二砷溶液裝置進行吸收，以便對砷的發(fā)生濃度進行確定，具有結(jié)構(gòu)簡單化、使用方便化、普遍適應(yīng)性好、耗能少、濃度精度確認精準的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于煙氣砷脫除技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種氣態(tài)三氧化二砷穩(wěn)定發(fā)生與標定的裝置及方法。

背景技術(shù)

燃煤電廠、金屬冶煉行業(yè)等排放的煙氣砷對環(huán)境產(chǎn)生了巨大的危害，砷污染和中毒事件層出不窮，引起了全球的廣泛關(guān)注。煙氣中的砷主要以顆粒態(tài)砷(飛灰形式)和氣態(tài)砷形式存在，其中顆粒態(tài)砷可被燃煤電廠、金屬冶煉行業(yè)的除塵裝置(靜電除塵器或布袋除塵器)脫除，煙氣中的氣態(tài)砷具有揮發(fā)性，雖部分可被濕法脫硫裝置脫除，但仍有部分以氣態(tài)的形式經(jīng)煙囪排放至大氣，在大氣運動傳輸?shù)淖饔孟拢斐纱竺娣e的環(huán)境污染，危害人類健康。此外，被濕法脫硫裝置捕捉的部分氣態(tài)砷可能會導(dǎo)致脫硫廢水、脫硫石膏中的砷超標，形成危險廢物，增加了后續(xù)處理的費用。因此，開發(fā)經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定的煙氣氣態(tài)砷脫除技術(shù)對減少燃煤電廠、金屬冶煉行業(yè)煙氣砷污染具有重要的意義。研究表明氣態(tài)As₂O₃是煙氣氣態(tài)砷的主要形態(tài)。因此，開發(fā)氣態(tài)As₂O₃穩(wěn)定發(fā)生與標定的方法及裝置對后續(xù)煙氣脫砷技術(shù)的開發(fā)和評價具有重要的基礎(chǔ)作用。

目前研究者產(chǎn)生氣態(tài)As₂O₃的方法主要有：第一種為As₂O₅標準液加熱分解法：As₂O₅標準液經(jīng)注射泵進入立式管式爐第一段，在第一段立式管式爐的高溫(300℃)下分解產(chǎn)生氣態(tài)As₂O₃，該方法使用As₂O₅標準液借助注射泵加液滴速率和As₂O₅標準液的濃度控制As₂O₃的產(chǎn)生濃度。第二種為AsH₃氧化法：該方法采用HCl、KBH₄、NaAsO₂溶液反應(yīng)生成AsH₃，而后經(jīng)氣液分離器進入立式管式爐第一段，在高溫下與O₂反應(yīng)生成As₂O₃，通過調(diào)節(jié)參與反應(yīng)的溶液濃度、恒流泵的流量來控制氣態(tài)As₂O₃的發(fā)生濃度；第三種為H₃AsO₄溶液加熱分解法：該方法使用H₃AsO₄溶液經(jīng)蠕動泵注射入汽化器，在300℃汽化器中發(fā)生分解和氣化，轉(zhuǎn)化成不穩(wěn)定的氣態(tài)As₂O₅，而后在300℃以上發(fā)生分解產(chǎn)生氣態(tài)As₂O₃。上述氣態(tài)As₂O₃的發(fā)生裝置均采用了含砷的溶液、泵、第一段管式爐加熱裝置，系統(tǒng)較為復(fù)雜；采用了較高的反應(yīng)溫度以形成氣態(tài)As₂O₃，需要能耗較高；在形成氣態(tài)As₂O₃過程中可能還需要額外的氣體，例如O₂，不利于后續(xù)模擬煙氣組分對脫砷吸附劑性能影響的研究。此外，由于目前的取樣檢測技術(shù)無法實現(xiàn)煙氣氣態(tài)As₂O₃、As₂O₅組分及其濃度的精確監(jiān)測，所以上述方法生成的氣態(tài)砷是否全部為氣態(tài)As₂O₃還有待進一步確定。

發(fā)明內(nèi)容