连续测量烟气各价态汞含量的装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种连续测量烟气各价态汞含量的装置和测量方法，其特征在于：该装置包括取样装置、二价汞还原系统、二价汞吸收系统、测汞仪；所述的取样装置一端连接有烟气通入管道，另一端通过管路和二价汞还原系统、二价汞吸收系统并联；所述的二价汞还原系统、二价汞吸收系统的出料管路与测汞仪相连接。具有操作方便快捷、可靠性高、测量烟气中各价态汞含量及总汞含量，并且实现24小时连续测量烟气各价态汞含量的优点。

Apparatus and method for continuously measuring mercury content in flue gas

The present invention discloses a device for measuring the mercury content of flue gas valence and measurement method, which is characterized in that the device comprises a sampling device, two valent mercury reduction system, two mercury absorption system, mercury analyzer; sampling device is connected with the flue gas into the pipeline, the other end of the line and two price reduction system, two mercury mercury absorption system in parallel; the discharge pipe and the mercury analyzer connected two mercury reduction system, the two valent mercury absorption system. The utility model has the advantages of convenient and fast operation, high reliability, high content of mercury in the flue gas and the content of total mercury in the flue gas, and realizes the continuous measurement of the mercury content in the flue gas in 24 hours.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气汞含量测量领域，是一种操作方便、可靠性高的锅炉尾部烟气中各价态汞含量的测量技术，具体的为连续测量烟气各价态汞含量的装置和测量方法。
技术介绍
重金属汞(Hg)是燃煤电厂继颗粒物、NOx和SO2后第四种必须控制的污染物。Hg为燃煤过程中的痕量元素，对人体的危害具有累积性，能够破坏人的神经系统，而且会造成永久伤害。燃煤烟气中的汞呈现三种形态：零价汞(Hg0)、二价汞(Hg2+)和颗粒态汞(HgP)，其中Hg0占烟气中总汞的70％以上，其中Hg0不易溶于水、易挥发，很难被现有的电厂烟气净化装置去除。美国国家能源局(DOE)及其他合作单位共同致力，对美国国内数以千计的燃煤电厂进行了汞排放的现场测量，取得了大量的基础数据，并通过这些数据成功估算出了全美燃煤电厂的年汞排放量。然而，中国目前仍然以实验室为基础进行测量，无法做到现场大量采样测定，或者运用其他国家的汞排放因子，从而导致中国现场测试的数据(以燃煤电厂为例)还非常的薄弱。可能的原因主要有以下几点：测汞仪器体积大，不方便携带；环境要求较高，干扰因素较小，难以满足。结合以上背景及实验室现有条件，现提出一种可方便快捷地测量出烟气中各价态汞含量的方法。当前对汞的测量方法主要分为两大类，分别为在线烟气汞测量技术和液体吸收取样分析法。在线分析技术(以下简称，CEM)是一种现代、快速、科学的测汞技术。其主要依靠冷原子测汞法，包括吸收光谱、荧光光谱和原子放射光谱。这套系统可以做到24时在线测量汞含量，提供全天自动化的数据监测及分析。CEM首先对目标烟气进行取样，随后将烟气通入一系列试液，排除干扰因素(氯化氢气体、二氧化硫气体、氯气等)，最后通过探测器检测出汞含量。无论作为科学器材，或者是商品应用，CEM能满足高精度的实验室，也能满足长时间工作的现场检测。目前，市场上美国日本的产品比较多，比如LumexRA-915+或者DM-6A/MS-1A。液体吸收取样分析法主要有四种参考方法。其中第一种是以EPA29法为参考方法，EPA29法首先取样，并使烟气通过一层保温的石英膜后通入到一组浸放在冰水混合物中的吸收瓶。吸收瓶系列包括2个装有10％wt过氧化氢·5％wt硝酸的瓶和2个装有4％wt高锰酸钾·10％wt硫酸的瓶。滤膜会吸附样气中的固态汞，而气态汞会被之后的吸收瓶中的不同溶液吸收。其中，10％wt过氧化氢·5％wt硝酸的瓶负责吸收二价汞，4％wt高锰酸钾·10％wt硫酸的瓶将会吸收零价汞。吸收瓶中的液体待取样完毕后，将用冷原子荧光法测定。第二种是以EPA101A法为参考方法，美国101A号测汞法和29号法有着一样的取样法。两者的区别是，101A法用4％wt高锰酸钾·10％硫酸混合溶液同时吸附零价汞和二价汞；第三种为三羟甲基氨基甲烷法，该方法大致和美国环境署29号法相似，仅仅用用羟甲基氨基甲脘溶液取代美国环境署29号法中的10％wt过氧化氢·5％wt硝酸的溶液；第四种为安大略法(OH法)，取样系统比之前三种方法都更为复杂。其主要零件包括石英取样管及伴热带、固态汞过滤膜、浸放在冰水混合物中的吸收瓶和气泵等组成。取样系统首先取样气，其中的固态汞颗粒会被过滤膜或者滤纸捕获，剩下的气体通入吸收瓶。要注意的是，整个取样系统包括过滤膜等都需要维持一定的温度，防止烟气冷却，汞吸附在管壁内部。气态汞中的二价汞将被酸性KCl溶液的吸收瓶收集，零价汞由装有5％wt硝酸·10％w过氧化氢的试瓶和装有10％硫酸·4％高锰酸钾溶液的吸收瓶收集。不同于之前的三种方法，OH法可以一次性采集、测定不同价态的汞。其也被认为是目前最高效、精准的测汞方法。该方法现在已经被认证为美国推荐标准燃煤烟气形态汞测量方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种操作方便快捷、可靠性高、测量烟气中各价态汞含量及总汞含量，并且实现24小时连续测量烟气各价态汞含量的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种连续测量烟气各价态汞含量的装置，该装置包括取样装置、二价汞还原系统、二价汞吸收系统、测汞仪；所述的取样装置一端连接有烟气排出口，另一端通过管路和二价汞还原系统、二价汞吸收系统并联；所述的二价汞还原系统、二价汞吸收系统的出料管路与测汞仪相连接。作为优选，所述的二价汞还原系统包括一号反应器、一号洗气瓶、一号溶液瓶、二号溶液瓶、一号废液缸、二号废液缸；一号反应器通过管路和一号洗气瓶串联，一号洗气瓶通过管路连入测汞仪；所述的一号溶液瓶经第一蠕动泵与一号反应器相连，一号反应器经第二蠕动泵和一号废液缸相连；二号溶液瓶经第三蠕动泵与一号洗气瓶相连，一号洗气瓶经第四蠕动泵和二号废液缸相连。作为优选，所述的二价汞吸收系统包括二号反应器、二号洗气瓶、三号溶液瓶、四号溶液瓶、三号废液缸、四号废液缸；二号反应器通过管路和二号洗气瓶串联，二号洗气瓶通过管路连入测汞仪；三号溶液瓶经第五蠕动泵与二号反应器相连，二号反应器经第六蠕动泵和三号废液缸相连；四号溶液瓶经第七蠕动泵和二号洗气瓶相连，二号洗气瓶经第八蠕动泵和四号废液缸相连。本专利技术所述的一号溶液瓶盛放有二价汞还原溶液，具体为氯化锡/氯化氢溶液，即4wt％氯化亚锡、1w％t氯化氢溶液。本专利技术所述的二号溶液瓶内盛放有5wt％的氢氧化钠溶液(碱液)。本专利技术所述的三号溶液瓶内盛放有二价汞吸收溶液，具体为氯化钾/硫代硫酸钠溶液，即10％wt氯化钾、1％wt硫代硫酸钠溶液。本专利技术所述的四号溶液瓶内盛放有5wt％的氢氧化钠溶液(碱液)。本专利技术所述的一号反应器、一号洗气瓶、二号反应器和二号洗气瓶的结构均包括容器本体，容器本体上设置有一号支口、二号支口、三号支口和四号支口；所述的一号支口位于容器本体的上端，二号支口位于容器本体侧壁靠上端部，三号支口位于容器本体侧壁靠下端部，四号支口位于容器本体侧壁靠中间部；所述的四号支口与容器本体之间设置有缓冲管；所述的一号支口与进气管道连通，二号支口与出气管道连通，三号支口通过蠕动泵与溶液瓶连通，四号支口通过蠕动泵与废液缸连通。具体材质采用石英试管，取样后的烟气从一号支口进入试管，经过试管内管底部的小孔和试液充分反应，然后从二号支口进入下一个设备内；三号、四号支口为试剂液体进出的地方，试剂通过蠕动泵的帮助，从三号支口进入石英试管；四号支口处还连有一小段缓冲管，这个缓冲管的作用是帮助调节液体流出的速度；同时，当缓冲管里的液体累计到一定高度的时候，还可以防止气体误从四号支口逃逸，造成较大的误差损失。本专利技术上述的结构包括了自动加减液体装置，自动加减液体装置通过石英试管和2个蠕动泵，4个储存液体的试液瓶构成；24小时自动加减药剂连续工作主要通过以下技术方案实现：石英试管的进试剂端口和一号蠕动泵相连，该蠕动泵再和试剂瓶相连，这样试剂经蠕动泵从试剂瓶流进石英试管；石英试管的出试剂端口和二号蠕动泵相连，二号蠕动泵再和负责储存废液的试液瓶相连，废液经二号蠕动泵从石英试管流进存废液的试液瓶里；要维持石英试管内的液面高度，需要将一、二号的蠕动泵速度调到近似，这由人工手动操作，以满足不同情况下对药品更好速度的不同要求。本专利技术所述的二价汞还原系统、二价汞吸收系统与测汞仪之间的连接管道上设置有冷凝装置。本专利技术装置所有监控或者手动操作的设备(包括蠕动泵，石英试管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：该装置包括取样装置、二价汞还原系统、二价汞吸收系统、测汞仪；所述的取样装置一端连接有烟气通入管道，另一端通过管路和二价汞还原系统、二价汞吸收系统并联；所述的二价汞还原系统、二价汞吸收系统的出料管路与测汞仪相连接。

【技术特征摘要】
1.一种连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：该装置包括取样装置、二价汞还原系统、二价汞吸收系统、测汞仪；所述的取样装置一端连接有烟气通入管道，另一端通过管路和二价汞还原系统、二价汞吸收系统并联；所述的二价汞还原系统、二价汞吸收系统的出料管路与测汞仪相连接。2.根据权利要求1所述的连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：所述的二价汞还原系统包括一号反应器、一号洗气瓶、一号溶液瓶、二号溶液瓶、一号废液缸、二号废液缸；一号反应器通过管路和一号洗气瓶串联，一号洗气瓶通过管路连入测汞仪；所述的一号溶液瓶经第一蠕动泵与一号反应器相连，一号反应器经第二蠕动泵和一号废液缸相连；二号溶液瓶经第三蠕动泵与一号洗气瓶相连，一号洗气瓶经第四蠕动泵和二号废液缸相连。3.根据权利要求2所述的连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：所述的一号溶液瓶内盛放有浓度为4wt％氯化亚锡、1w％t氯化氢的混合溶液。4.根据权利要求2所述的连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：所述的二号溶液瓶内盛放有5wt％的氢氧化钠溶液。5.根据权利要求1所述的连续测量烟气各价态汞含量的装置，其特征在于：所述的二价汞吸收系统包括二号反应器、二号洗气瓶、三号溶液瓶、四号溶液瓶、三号废液缸、四号废液缸；二号反应器通过管路和二号洗气瓶串联，二号洗气瓶通过管路连入测汞仪；三号溶液瓶经第五蠕动泵与二号反应器相连，二号反应器经第六蠕动泵和三号废液缸相连；四号溶液瓶经第七蠕动泵和二号洗气瓶相连，二号洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长兴，杭的强，宋晶晶，过志炎，李威，虞效益，李建新，陈光明，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33