煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括取樣單元、轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元；所述轉(zhuǎn)換單元包括：氣體容器，所述氣體容器具有進(jìn)口端和出口端；加熱部件，所述加熱部件設(shè)置在所述氣體容器上；小孔，所述小孔設(shè)置在所述氣體容器的進(jìn)口端；本體，所述本體內(nèi)部設(shè)有連通的收縮孔和擴(kuò)張孔，所述收縮孔連通所述出口端，所述擴(kuò)張孔連通所述檢測(cè)單元；所述收縮孔和擴(kuò)張孔的軸線間的夾角是鈍角；氣體管道，所述氣體管道的出口端設(shè)置在所述收縮孔內(nèi)。本實(shí)用新型專利技術(shù)具有汞轉(zhuǎn)換效率高、成本低、測(cè)量準(zhǔn)確、維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

Monitoring system for total gaseous mercury in flue gas

The utility model provides a monitoring system of flue gas in total gaseous mercury, the monitoring system includes a sampling unit and a conversion unit, detection unit; the conversion unit comprises a gas container, the container has a gas inlet end and the outlet end; the heating component, the heating component is arranged in the gas container the small holes; holes arranged in the inlet gas container terminal; the body, the body is provided with a shrinkage hole and expanding hole communicated, the shrinkage hole communicated with the outlet end of the expansion hole communicated with the detection unit; angle axis of the hole and the hole of the contraction expansion is obtuse; gas pipeline, the gas pipeline outlet is arranged on the shrinkage hole. The utility model has the advantages of high conversion efficiency, low cost, accurate measurement, long maintenance period, etc..

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及煙氣監(jiān)測(cè)，特別涉及煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
汞是一種有毒的重金屬，常存在于化石燃料、垃圾中，隨之出現(xiàn)在燃燒或垃圾焚燒時(shí)排出的煙氣中，排放在大氣中的汞對(duì)人和動(dòng)物的毒害很大。因此，需要監(jiān)測(cè)煙氣中的汞含量，并及時(shí)作出治理措施。目前，對(duì)汞的監(jiān)測(cè)通常采用原子吸收光譜分析方法、原子熒光光譜分析方法，但都只能監(jiān)測(cè)煙氣中元素態(tài)汞。因此，如果要監(jiān)測(cè)煙氣中的氣態(tài)總汞，必須在樣氣進(jìn)入光學(xué)分析室以前，將其中的離子態(tài)汞全部轉(zhuǎn)換為元素態(tài)的汞。高溫裂解是將離子態(tài)汞轉(zhuǎn)換為元素態(tài)汞的一種常用方法，但是由于受轉(zhuǎn)換之后重結(jié)合的影響，離子態(tài)汞通常不能完全轉(zhuǎn)換為元素態(tài)汞。為了防止重結(jié)合的產(chǎn)生，通常會(huì)向轉(zhuǎn)換爐中填充一定的還原劑或者吸酸劑，但是采用這些方法普遍存在維護(hù)周期短、使用一段時(shí)候后轉(zhuǎn)換效率下降等問題，不利于在現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期應(yīng)用。例如:Nippon公司采用亞硫酸鹽和磷酸鹽作為劑組分，實(shí)現(xiàn)了將化合態(tài)汞轉(zhuǎn)化為元素汞的基本要求，但是維護(hù)周期只有2個(gè)月。Thermo公司的離子汞轉(zhuǎn)換器中則采用Ca(OH)2作為吸酸劑，除掉反應(yīng)后的氣體中的酸性氣體，但是使用Ca(OH)2時(shí)會(huì)存在兩個(gè)問題，第一:高溫時(shí)Ca(OH)2會(huì)分解掉，從而不利于長(zhǎng)期使用；第二:吸收酸性氣體與其反應(yīng)后，Ca(OH)2自身會(huì)在使用中慢慢消耗掉，導(dǎo)致其使用壽命有限。從而使得采用該方案的離子汞轉(zhuǎn)換器使用3-6個(gè)月即需要更換一次。還有，可以通過向熱反應(yīng)器中注AH2的方法來阻止原子態(tài)汞的再氧化。注入到熱反應(yīng)器中的H2與02、Cl2發(fā)生反應(yīng)，生成的水分子同時(shí)還可以吸附氣體中的HC1，當(dāng)反應(yīng)后的氣體通過冷凝器時(shí)，即可除去，使得進(jìn)入光學(xué)分析室的氣體中不含有水蒸汽以及HCl氣體。但這種方法存在的問題是，氫氣的加入使得氣體中有新生成的HC1，沒有被水吸收并通過冷凝除去的的HCL又會(huì)造成元素態(tài)汞被氧化。針對(duì)上述問題，Tekran在轉(zhuǎn)換爐的末尾設(shè)計(jì)了液體清洗的裝置，清洗液體(如高純水)在高溫條件下將酸性氣體帶走，從而防止重結(jié)合。采用這種樣氣處理裝置結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，同時(shí)由于清洗液本身就是消耗品，因此需要定期維護(hù)；此外采用液體吸酸還需要考慮氣液分離效率對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果造成的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本技術(shù)提供了一種汞轉(zhuǎn)換效率高、成本低、測(cè)量準(zhǔn)確、維護(hù)周期長(zhǎng)的煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括取樣單元、轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元；所述轉(zhuǎn)換單元包括:氣體容器，所述氣體容器具有進(jìn)口端和出口端；加熱部件，所述加熱部件設(shè)置在所述氣體容器上；小孔，所述小孔設(shè)置在所述氣體容器的進(jìn)口端；本體，所述本體內(nèi)部設(shè)有連通的收縮孔和擴(kuò)張孔，所述收縮孔連通所述出口端，所述擴(kuò)張孔連通所述檢測(cè)單元；所述收縮孔和擴(kuò)張孔的軸線間的夾角是鈍角；氣體管道，所述氣體管道的出口端設(shè)置在所述收縮孔內(nèi)。根據(jù)上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，垂直于所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔的中心軸線的截面是圓或橢圓。根據(jù)上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔呈錐臺(tái)狀。根據(jù)上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述收縮孔的錐度為15 30度，所述擴(kuò)張孔的錐度為7 15度。根據(jù)上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述收縮孔的錐度為20 25度，所述擴(kuò)張孔的錐度為9 13度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有的有益效果為:1、在不采用還原劑或者吸酸劑的情況下就能實(shí)現(xiàn)HgCl2向元素汞的高效轉(zhuǎn)換。2、不含任何消耗品，成本低，維護(hù)周期長(zhǎng)，能夠極大的滿足現(xiàn)場(chǎng)無人值守的需求。3、轉(zhuǎn)換后的煙氣進(jìn)入本體內(nèi)后，溫度急劇下降，避免了汞的重結(jié)合，轉(zhuǎn)換效率不會(huì)隨時(shí)間下降，從而使得氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)結(jié)果長(zhǎng)期穩(wěn)定有效，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。附圖說明參照附圖，本技術(shù)的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本技術(shù)的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本技術(shù)的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:圖1是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例1的轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例1的轉(zhuǎn)換步驟的流程圖。具體實(shí)施方式圖1、2和以下說明描述了本技術(shù)的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本技術(shù)。為了教導(dǎo)本技術(shù)技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本技術(shù)的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本技術(shù)的多個(gè)變型。由此，本技術(shù)并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實(shí)施例1:本技術(shù)實(shí)施例的煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:取樣單元、過濾單元及檢測(cè)單元，這些都是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；圖1示意性地給出了本技術(shù)實(shí)施例的轉(zhuǎn)換單元31的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖1所示，所述轉(zhuǎn)換單元包括:氣體容器312，所述氣體容器具有進(jìn)口端和出口端；加熱部件313，所述加熱部件設(shè)置在所述氣體容器上；可選地，所述氣體容器312和加熱部件313之間設(shè)置保溫隔熱材料314.小孔32，所述小孔設(shè)置在所述氣體容器的進(jìn)口端；本體33，所述本體內(nèi)部設(shè)有連通的收縮孔331和擴(kuò)張孔333，所述收縮孔連通所述出口端，所述擴(kuò)張孔連通所述檢測(cè)單元；所述收縮孔和擴(kuò)張孔的軸線間的夾角是鈍角；優(yōu)選地，垂直于所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔的中心軸線的截面是圓或橢圓，所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔呈錐臺(tái)狀。所述收縮孔和擴(kuò)張孔的軸線間的夾角優(yōu)選是直角；氣體管道，所述氣體管道的出口端332設(shè)置在所述收縮孔內(nèi)。為了提高對(duì)待測(cè)煙氣的抽吸效果以及從容器內(nèi)流出煙氣的降溫效果，優(yōu)選地，所述收縮孔的錐度為15 30度，所述擴(kuò)張孔的錐度為7 15度。進(jìn)一步優(yōu)選為，所述收縮孔的錐度為20 25度，所述擴(kuò)張孔的錐度為9 13度。本技術(shù)實(shí)施例的煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)方法，所述監(jiān)測(cè)方法包括取樣步驟、轉(zhuǎn)換步驟及檢測(cè)步驟；圖2示意性地給出了轉(zhuǎn)換步驟的流程圖，如圖2所示，所述轉(zhuǎn)換步驟進(jìn)一步包括以下步驟:(Al)氣體進(jìn)入本體內(nèi)的收縮孔內(nèi)，之后進(jìn)入擴(kuò)張孔內(nèi)膨脹，使得待測(cè)煙氣通過小孔而進(jìn)入容器內(nèi)；優(yōu)選地，待測(cè)煙氣以音速通過所述小孔而進(jìn)入容器內(nèi)，以便方便準(zhǔn)確地度量進(jìn)入容器內(nèi)的煙氣體積。優(yōu)選地，垂直于所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔的中心軸線的截面是圓或橢圓，所述收縮孔和/或擴(kuò)張孔呈錐臺(tái)狀。(A2)加熱部件加熱所述容器內(nèi)的待測(cè)煙氣，使得煙氣中的離子態(tài)汞轉(zhuǎn)換為元素態(tài)汞；優(yōu)選地，所述容器內(nèi)的待測(cè)煙氣的溫度為700-900度。(A3)所述容器內(nèi)的待測(cè)煙氣進(jìn)入所述收縮孔、擴(kuò)張孔，與所述氣體混合，且溫度下降到50-150度，從而防止了汞的重結(jié)合，轉(zhuǎn)換效率不會(huì)隨時(shí)間下降，從而使得氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)結(jié)果長(zhǎng)期穩(wěn)定有效，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確為了提高對(duì)待測(cè)煙氣的抽吸效果以及從容器內(nèi)流出煙氣的降溫效果，優(yōu)選地，所述收縮孔的錐度為15 30度，所述擴(kuò)張孔的錐度為7 15度。進(jìn)一步優(yōu)選為，所述收縮孔的錐度為20 25度，所述擴(kuò)張孔的錐度為9 13度。實(shí)施例2:根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例1的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，稀釋氣高速進(jìn)入擴(kuò)張孔后急劇膨脹，從而在擴(kuò)張孔處產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，從而使得待測(cè)煙氣以音速通過小孔。待測(cè)煙氣進(jìn)入石英容器內(nèi)，被石英容器外圍的電加熱絲加熱到900度，煙氣中的離子態(tài)汞全部轉(zhuǎn)換為元素態(tài)汞。轉(zhuǎn)換后的煙氣高速進(jìn)入收縮孔和擴(kuò)張本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種煙氣中氣態(tài)總汞的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括取樣單元、轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元；其特征在于：所述轉(zhuǎn)換單元包括：氣體容器，所述氣體容器具有進(jìn)口端和出口端；加熱部件，所述加熱部件設(shè)置在所述氣體容器上；小孔，所述小孔設(shè)置在所述氣體容器的進(jìn)口端；本體，所述本體內(nèi)部設(shè)有連通的收縮孔和擴(kuò)張孔，所述收縮孔連通所述出口端，所述擴(kuò)張孔連通所述檢測(cè)單元；所述收縮孔和擴(kuò)張孔的軸線間的夾角是鈍角；氣體管道，所述氣體管道的出口端設(shè)置在所述收縮孔內(nèi)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柯亮，楊鐵軍，陳立波，吳磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：聚光科技杭州股份有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：