【技术实现步骤摘要】
本技术涉及工业烟气砷脱除，具体为一种气态三氧化二砷的稳定发生装置。
技术介绍
1、砷是一种高毒性、高挥发性和高流动性的大气污染物，其主要污染源为自然源和人类活动的排放，大气中的砷最主要的自然排放源主要是活火山，少量来自植被和风沙，而大气中砷主要的人为源为有色金属采矿和冶炼、化石燃料加工和燃烧、木材保存、玻璃制造、农药生产和应用、城市和工业废物的处置和焚烧等，且大气中砷的人为排放量约为自然排放量的三倍。
2、大气中砷主要的人为源是煤燃烧、矿物冶炼、垃圾焚烧的烟气等，其中35％-65％来自于金属冶炼、11％-30％来自煤燃烧，0.5％-15％来自垃圾焚烧，在冶炼或高温燃烧过程中，几乎所有的砷都以三氧化二砷的形式转化为气态，最终形成含砷的烟气，一般情况下，其可吸附在细颗粒表面或直接凝结成三氧化二砷颗粒，现有的烟气净化装置，如静电除尘器、湿式洗涤器等，虽然可以去除90％以上的颗粒物和气态砷污染物，但由于我国大量消耗金属硫化物矿物和煤炭，仍有相当数量的砷释放到大气中，其主要被大气中的细颗粒物(<2μm)吸收，可在大气中停留多日，而造成远距离和大范围的污染，另外，烟气中的三氧化二砷容易分散在粉尘、洗涤液和散逸气体中，增加了控制三氧化二砷污染的难度，同时，烟气中的三氧化二砷很容易在催化剂表面凝结或堵塞scr催化剂的孔隙，从而导致催化剂失活。
3、由于世界许多地区的迅速工业化和城市化，人为源释放的三氧化二砷继续呈上升趋势，大气的砷污染已是一个全球性的重大环境卫生问题，因此，开发经济、高效、稳定的烟气气态砷脱除技术对
4、根据砷源、发生原理的不同，关于三氧化二砷发生方法的技术路线主要分为三种；第一，以固体三氧化二砷作为砷源，以氮气为载流气，通过将管式炉石英管中的固体三氧化二砷粉末加热至约200℃而发生气态三氧化二砷，该技术路线设备简单，便于操作，但在实验室安全性、发生稳定性、操作可控性等多方面均存在不足；第二，以as2o5/h2o标准液为砷源，由微型滴液管均匀滴入立式管式炉石英管中的集液池，通过将管式炉加热至600℃，as2o5/h2o标准液受热失氧产生as2o3(g)，并以氮气(n2)和氧气(o2)为载流气和模拟烟气组分进入后续实验装置而开展吸附实验，该技术路线简单易行、稳定高效，而砷源成本高、温控范围(≥600℃)窄、水蒸气干扰等影响因素限制了该发生方法在实验室的广泛应用；第三，采用先生成ash3，再由ash3氧化生成三氧化二砷的技术路线在实验室稳定高效的制备三氧化二砷，由于砷化氢(ash3)是一种强还原剂，常温下能在空气中自燃生成三氧化二砷，故可用于烟气中砷污染控制的相关研究，目前在实验室发生ash3较成熟的的方法主要是通过氢化物发生器稳定的发生ah3，但该装置系统较为复杂，ash3发生为化学反应，过程较难控制，大气中砷的含量约为3ng/m3～130ng/m3，烟气中三氧化二砷含量同样较低，在工矿企业的实地采样量不足以满足实验室的研究与分析，难以支撑在实验室开展烟气中三氧化二砷污染控制的相关研究，如何在实验室安全、稳定、高效的发生三氧化二砷是烟气中砷污染控制相关实验研究的重要前提，故而提出一种气态三氧化二砷的稳定发生装置来解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本技术提供了一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，具备安全稳定、稳定且高效等优点，解决了不够安全、稳定且高效的问题。
2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，包括反应管，所述反应管外侧的前端设置有供气装置，所述供气装置与所述反应管之间通过管路连接；
3、所述反应管的外侧设置有加热装置，所述加热装置用于对所述反应管进行恒温加热，所述供气装置上设置有流量控制装置，反应管的气体出口通过管路连接有气态三氧化二砷吸收装置，所述气态三氧化二砷吸收装置并列设置有至少两组，两组所述气态三氧化二砷吸收装置均通过酸碱溶液交替冷却吸收气态三氧化二砷，所述反应管的气流出口与所述气态三氧化二砷吸收装置之间设置有管路加热装置。
4、进一步，所述加热装置包括加热层、保温层和第一温控仪，所述加热层贴合所述反应管设置，所述保温层设置在所述加热层外侧，所述加热层和所述第一温控仪电连接，所述加热层内设有均匀分布若干加热丝和热电偶温度传感器。
5、进一步，所述供气装置包括砷源气和组分气、气体混合器、进气口、气路、进气管路和出气管路，所述进气管路与所述气体混合器进气口连接，所述气体混合器出气口经流量调节后由进气口进入反应管。
6、进一步，所述气态三氧化二砷吸收装置包括依次连接的接收瓶、10％hno3吸收液和10％naoh吸收液，其中所述接收瓶载有10％hno3吸收液，接收瓶载有10％naoh吸收液，所述2个接收瓶与所述进气口和所述气路连接。
7、进一步，所述管路加热装置设置在进气管路的外侧，包括加热带和第二温控仪，所述加热带内设两根平行母线外加绝缘层和热电偶温度传感器。
8、进一步，所述流量控制装置包括高纯氧气体流量控制器、砷化氢气体流量控制器和混合气质量流量控制器，所述高纯氧气体流量控制器和砷化氢气体流量控制器分别对所述砷源气和所述组分气进行流量调节，所述混合气质量流量控制器对经过所述气体混合器的混合气进行流量调节，其中，所述气体混合器内的气体为氮气和氧气，氧气的体积为总气体体积的-％，所述进气口气体包括氧气、氮气和砷化氢。
9、进一步，所述砷源气为砷化氢标准气体，所述组分气为高纯氧。
10、与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
11、该气态三氧化二砷的稳定发生装置，确定了砷化氢气体氧化为三氧化二砷的发生参数，相较于现有的发生砷化氢后氧化的方法，本申请中砷化氢的发生及氧化效率提高到了99％以上，且稳定性更高，安全性能高，装置简单且可用于连续的运行。
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1.一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，包括反应管(1)，其特征在于：所述反应管(1)外侧的前端设置有供气装置(2)，所述供气装置(2)与所述反应管(1)之间通过管路连接；
2.根据权利要求1所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述加热装置(3)包括加热层(31)、保温层(32)和第一温控仪(33)，所述加热层(31)贴合所述反应管(1)设置，所述保温层(32)设置在所述加热层(31)外侧，所述加热层(31)和所述第一温控仪(33)电连接，所述加热层(31)内设有均匀分布若干加热丝和热电偶温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述供气装置(2)包括砷源气(21)和组分气(22)、气体混合器(24)、进气口(15)、气路(16)、进气管路(23)和出气管路(25)，所述进气管路(23)与所述气体混合器(24)气体混合器进气口(12)连接，所述气体混合器(24)出气口(13)经流量调节后由进气口(15)进入反应管(1)。
4.根据权利要求3所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于
5.根据权利要求4所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述管路加热装置(6)设置在气体管路(14)的外侧，包括加热带(62)和第二温控仪(61)，所述加热带(62)内设两根平行母线外加绝缘层和热电偶温度传感器。
6.根据权利要求5所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述流量控制装置(4)包括高纯氧气体流量控制器(41)、砷化氢气体流量控制器(42)和混合气质量流量控制器(43)，所述高纯氧气体流量控制器(41)和砷化氢气体流量控制器(42)分别对所述砷源气(21)和所述组分气(22)进行流量调节，所述混合气质量流量控制器(43)对经过所述气体混合器(24)的混合气进行流量调节，其中，所述气体混合器(24)内的气体为氮气和氧气，氧气的体积为总气体体积的10-30％，所述进气口(15)气体包括氧气、氮气和砷化氢。
7.根据权利要求6所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述砷源气(21)为砷化氢标准气体，所述组分气(22)为高纯氧。
...【技术特征摘要】
1.一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，包括反应管(1)，其特征在于：所述反应管(1)外侧的前端设置有供气装置(2)，所述供气装置(2)与所述反应管(1)之间通过管路连接；
2.根据权利要求1所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述加热装置(3)包括加热层(31)、保温层(32)和第一温控仪(33)，所述加热层(31)贴合所述反应管(1)设置，所述保温层(32)设置在所述加热层(31)外侧，所述加热层(31)和所述第一温控仪(33)电连接，所述加热层(31)内设有均匀分布若干加热丝和热电偶温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述供气装置(2)包括砷源气(21)和组分气(22)、气体混合器(24)、进气口(15)、气路(16)、进气管路(23)和出气管路(25)，所述进气管路(23)与所述气体混合器(24)气体混合器进气口(12)连接，所述气体混合器(24)出气口(13)经流量调节后由进气口(15)进入反应管(1)。
4.根据权利要求3所述的一种气态三氧化二砷的稳定发生装置，其特征在于：所述气态三氧化二砷吸收装置(5)包括依次连接的接收瓶(51)、10％hno3吸收液(52)和10％naoh吸收...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晖，章诗辞，邓威，谢怡冰，曹睿，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：
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