本发明专利技术提供一种含烃类气体汞的测量方法，具体为：将待测量的含烃类气体通过处于加热环境下的金属载氧体，对汞测量存在干扰的烃类物质通过与金属载氧体发生氧化反应转换为二氧化碳和水，去除反应后气体中的水蒸气，采用测汞仪对汞进行测量。本发明专利技术还提供了实现上述方法的测量装置，结构为：第一质量流量计依次管道连接第一阀门、用于放置金属载氧体的第一反应器、去湿装置和测汞仪，第一反应器置于电加热炉内，电加热炉连接控温仪，去湿装置连接制冷机。本发明专利技术在高温下金属载氧体会将烃类物质氧化为二氧化碳和水，从而消除烃类物质对测汞仪的影响，去除烃类物质的同时还能去除其他干扰气体对测汞仪的影响，操作简单，适用性强。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种含烃类气体汞的测量方法，具体为：将待测量的含烃类气体通过处于加热环境下的金属载氧体，对汞测量存在干扰的烃类物质通过与金属载氧体发生氧化反应转换为二氧化碳和水，去除反应后气体中的水蒸气，采用测汞仪对汞进行测量。本专利技术还提供了实现上述方法的测量装置，结构为：第一质量流量计依次管道连接第一阀门、用于放置金属载氧体的第一反应器、去湿装置和测汞仪，第一反应器置于电加热炉内，电加热炉连接控温仪，去湿装置连接制冷机。本专利技术在高温下金属载氧体会将烃类物质氧化为二氧化碳和水，从而消除烃类物质对测汞仪的影响，去除烃类物质的同时还能去除其他干扰气体对测汞仪的影响，操作简单，适用性强。【专利说明】一种含烃类气体中汞的连续测量方法及装置
本专利技术属于汞检测
，具体涉及一种含烃类气体中汞的连续测量方法及装置，用于热解气、气化气、石油气或煤层气等含烃类干扰物质的气体中汞的测量。
技术介绍
萊作为一种有毒的重金属兀素会对人类和生物造成一定的危害。萊在大气中的有2-3年的生命周期，随着大气的流动人类排放的汞会被带到世界各处。汞在适宜的环境中会转变为毒性更强的有机汞形态(如甲基汞)，然后通过食物链会向高级生物富集，最终进入人类体内。控制汞的排放是全球面临的共同的问题。在人为的汞排放源中化石能源的利用占了很大一部分。为了更好的控制化石燃料中汞的排放，对化石燃料产生的气体中汞的精确测量是必不可少的。对气体中汞的测量有很多的方法，一种为离线测量方法，一种为在线测量方法。1.离线方法:将气体中汞吸收到溶液或者吸附剂中，消解后测量其中汞的含量，换算得到气体中的汞含量。这以Ontario Hydro方法和美国EPA30B方法为代表。优点是准确、可靠，如果需要可以分辨汞在气体中的形态分布；缺点是步骤复杂、周期长、设计材料设备众多、劳动量大、对操作人员素质和经验要求高，而且测量为离线测量，测量结果仅代表一段时间的平均值，无法提供实时数据从而为脱汞设备操作提供在线反馈数据。2.在线方法:将要测量的气体经过简单的前处理后直接通入汞检测器，对气体中的汞进行测量。这种测量方法能快速、方便，能实时监测气体中的汞含量，从而为实时调整脱汞设备运行数据提供数据。在线测量系统因为测量对象气体成分通常都很复杂，而且可能存在波动，所以困难较大，目前发展比较好的是燃烧烟气系统的汞在线测量系统，已经得到了一定的商业应用。商业测汞仪一般采用冷原子吸收技术，该技术是基于汞在常温下以原子态汞存在，而原子态汞又易蒸发，汞蒸气会对253.7纳米波长有特征吸收。用产生253.7纳米波长的光源照射可以连续通过气体的圆柱形光池，把待测气体通过光池，当有气体中有汞原子存在时会吸收光波，之后检测光束的强弱可以间接测定气体中的汞含量。中国专利文献CN101819140B、CN1437012A均用此方法测量气体中的汞含量。气体连续测汞仪在大气及燃煤烟气中汞的监测中广泛的应用,但对于某些类型气体却并不适用。这是因为一些气体中存在和汞有同样吸收波长的气体。例如，在热解气、气化气、石油气或煤层气等含烃类物质的气体中，芳香烃类气体对253.7nm波也有很强的吸收，同时经常存在于此类气体中的硫化氢的吸收峰也涵盖此波长。对此类气体中汞的连续测量是一个待解决的问题。在中国专利文献CN102608271A中提到一种方法，即将天然气分为两路，一路为原始携带汞天然气，另一路通过吸附剂脱除天然气中的汞，分别测量两路气体中的汞含量，通过差减的方法得到含烃类物质气体中汞的含量。此种方法通过扣除含干扰物质的背景值巧妙的在线测量了天然气中的汞含量。此种方法适用于干扰物质含量较低或者不含强干扰物质的气体，如果背景值过高，大大高于汞的响应值的话，此种方法的误差将比较高。同时，这种方法的实现，需要一种吸附剂，这种吸附剂只吸附汞，而不能吸附其它能在253.7nm产生吸收峰的其他气体，否者测量出来的背景值就会偏小，差减法后产生的结果就会相应偏大。另外，如果气体中含有重烃(通常或多或少存在)等易凝易粘物质，通常会对汞检测器光池产生污染，从而产生错误的测量结果，而且光池清理程序复杂。在中国专利文献CN10243554A中用两个对比光池，分别测量脱除汞的气体与未脱除的气体，通过差减的方法消除其他气体对测汞仪的影响，这种方法与CN102608271A所述方法原理上基本相同。综上所述，现有技术尚未解决的问题是:(I)因为有强干扰气体的存在，商业化连续测汞仪不能对含有复杂气体中的汞进行测量。(2)现有技术用扣除背景值得到复杂气体中的汞含量，适用气体条件苛刻。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术第一目的是提供了一种对气体中汞测量的方法，能够消除气体中烃类物质对测汞仪的影响，提高测汞的准确性。一种含烃类气体中汞的测量方法，该方法具体为:将待测量的含烃类气体通过处于加热环境下的金属载氧体，对汞测量存在干扰的烃类物质通过与金属载氧体发生氧化反应转换为二氧化碳和水，去除反应后气体中的水蒸气，采用测汞仪对汞进行测量。进一步地，所述金属载氧体由一种或多种金属氧化物的混合物通过共沉淀的化学方法负载在惰性颗粒上制备得到。进一步地，所述金属氧化物为氧化镍、氧化铁或氧化铜，所述惰性颗粒为石英砂或三氧化二招。进一步地，金属氧化物与惰性颗粒的质量比为1:9_5:5。进一步地，所述金属载氧体粒径为20-70目。进一步地，所述金属载氧体的还原反应温度为600-1200°C。进一步地，待测量气体中的含硫物质与金属载氧体反应生成金属硫化物而固化下来。本专利技术方法的技术效果体现在:消除可燃烃类物质的影响可以采用纯氧或者空气燃烧来实现，但是直接燃烧技术存在如下问题。空气燃烧可以直接就地取材净化后使用，但是因为空气中主要成分是N2，燃烧产物中以N2为主，会因稀释作用降低汞浓度，从而降低汞检测器的检测线；运用纯氧燃烧与空气燃烧相比，不存在N2稀释的问题，但是纯氧需要的气瓶等附属设备，增加了系统复杂性与运行成本。另外，直接燃烧时，针对不同的气体成分，特别是成分变化时，空气或氧气的供应量的控制是个很复杂的问题。而本专利技术将化学链燃烧中的载氧体与测汞仪结合，用载氧体处理对汞连续测量有影响的气体，非常适用于含烃类气体(如煤热解气，气化气等)中汞的连续测量。在高温下金属氧化物会将烃类物质氧化为二氧化碳和水，从而消除烃类物质对测汞仪的影响，提高测汞准确性。本专利技术利用载氧体提供晶格氧，不存在空气或氧气的供应量的控制问题，对汞不存在任何影响，整个方法简单，容易操作，适用性好。本专利技术方法在去除烃类物质的同时还能去除一些其他干扰气体(如硫化氢)。反应后的载氧体能在高温下被空气中的氧气氧化，可以再次使用，实现对含烃类气体的长时间的连续测量。本方法测量结果是气体中汞的直接读数，并非为扣除背景值差减而得。通过本方法可以长时间、精确连续测量含烃类气体中汞的含量。进一步地，通过对金属载氧体的制备方式以及还原反应温度进行了最佳设定，能够全完消除烃类物质的影响，单次超过两小时的连续测量的情况下，可以对经行长达几天的连续测量。通过与化学吸收方法比较，测量结果真实可信。本专利技术第二目的是提供了一种对气体中汞测量装置，能够消除气体中烃类物质对测汞仪的影响，提高了测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含烃类气体中汞的测量方法，其特征在于，该方法具体为：将待测量的含烃类气体通过处于加热环境下的金属载氧体，对汞测量存在干扰的烃类物质通过与金属载氧体发生氧化反应转换为二氧化碳和水，去除反应后气体中的水蒸气，采用测汞仪对汞进行测量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗光前，姚洪，张璧，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。