[发明专利]烟气形态汞排放连续监测系统及其监测方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种对烟气中汞含量的测量系统，尤其涉及一种测试方便、可靠性高且测试环保的烟气形态汞排放连续监测系统及其监测方法。

背景技术

汞，尤其是甲基汞具有极大的毒性，对人和动物会造成极大的危害，对神经系统会造成不可逆的损害。零价汞在大气中的停留时间长达0.5～2年，还可以在大气中远距离迁移，从而造成全球性的汞污染。

煤炭是我国的主要能源，燃煤的年耗量巨大。煤炭燃烧后排出的烟气中汞的形态主要以气相二价汞及气相零价汞的形式排出。各形态的汞有其独特的物理化学性质，因此，它们的排放、传播、沉积特性及捕捉方法是不同的。测试烟气中汞的浓度可以随时了解企业燃煤烟气汞排放情况，为探索燃煤烟气汞控制技术以及制定法规限制汞污染排放提供可靠的资料，从而减小汞污染对人类健康和地球生态环境造成的影响。

测试燃煤烟气中的汞浓度，国外采用的经典方法是安大略法，安大略法烟气汞测试系统主要由依次相连的取样管、烟尘过滤器和八个吸收瓶构成，八个吸收瓶置于冰浴中，其中前面三个吸收瓶中装有氯化钾溶液，用于吸收二价汞，第四个吸收瓶中装有硝酸和过氧化氢，用于吸收零价汞，第五、第六和第七个吸收瓶中均装有高锰酸钾硫酸溶液，也用于吸收零价汞，最后一个吸收瓶中装有变色硅胶，用于吸收烟气中的水蒸汽。取样结束后，还要将各个吸收瓶中的吸收液样品进行消解，然后用氯化亚锡的盐酸溶液进行还原，最后分别测定样品中的汞浓度。因此，这种测试方法存在以下不足：八个吸收瓶需要消耗大量化学试剂，成本较高；使用大量有毒、有害、强腐蚀性的化学试剂，污染环境；系统结构复杂，易发生泄漏等故障，可靠性低；样品采集量较多、较大，测试过程只能手工操作，不能在线自动化连续监测，工作效率较低，也影响测量精确度。

发明内容

本发明主要解决原有烟气汞排放浓度测量系统结构复杂、易发生泄漏、可靠性低的技术问题；提供一种烟气形态汞排放连续监测系统，其结构简单，不易发生泄漏，提高监测的可靠性。

本发明同时解决原有烟气汞排放浓度测量方法需采集大量的样品，测试过程只能手工操作，不能在线自动化连续监测，工作效率低，也影响测量精确度的技术问题；提供一种烟气形态汞排放连续监测系统及其监测方法，其样品采集量少，采集及测试过程完全自动化，实现烟气汞排放浓度在线自动化连续监测，工作效率高，也提高测量精确度。

本发明又解决原有烟气汞排放浓度测量方法需要消耗大量有毒、有害、强腐蚀性的化学试剂，既污染环境，又成本较高的技术问题；提供一种烟气形态汞排放连续监测系统及其监测方法，其只需使用少量化学试剂，而且所用化学试剂无毒、无害，既不会污染环境，又降低成本。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的烟气形态汞排放连续监测系统，包括取样装置、反应器、气水分离装置、汞测量装置、第一容器、第二容器和控制电路，取样装置通过管路和反应器相连，反应器再通过管路和气水分离装置相连，气水分离装置再通过管路和汞测量装置相连，第一容器经第一蠕动泵和所述的反应器相连，第二容器经第二蠕动泵和所述的反应器相连，第一容器内装有二价汞吸附溶液，第二容器内装有二价汞还原溶液，所述的取样装置、第一蠕动泵、第二蠕动泵及汞测量装置分别和所述的控制电路电连接。气水分离装置是个密封容器。监测时，通过第一蠕动泵把第一容器中的二价汞吸附溶液抽到反应器中，取样装置从被测烟道中采集烟气，采集到的烟气进入反应器，反应器中的二价汞吸附溶液吸收烟气中的二价汞，然后没有了二价汞的烟气再进入气水分离装置，除去水蒸汽后再进入汞测量装置，由汞测量装置测出烟气中零价汞的浓度。接着通过第二蠕动泵把第二容器中的二价汞还原溶液抽到反应器中，将留在反应器中的二价汞还原为零价汞，带有零价汞的气体再进入气水分离装置，除去水蒸汽后再进入汞测量装置，由汞测量装置测出该气体中零价汞的浓度，这个浓度即为原烟气中二价汞的浓度。这样，被测烟道中排放的烟气中的零价汞和二价汞的浓度都得到了监测。因为汞测量装置只能测定零价汞，所以必须将烟气中的二价汞还原成零价汞，才能测定。本监测系统只用到一个反应器和一个气水分离装置，结构简单，减少了泄漏发生的可能性，提高可靠性，制造成本低，运行成本更低。取样装置、第一蠕动泵、第二蠕动泵及汞测量装置均受控制电路的自动控制，什么时候启动、什么时候停止，控制电路中已编好工作时序，因此整个测试过程不用手工操作，全由系统自动完成，实现在线自动化连续监测，而且对烟气取样一次，汞测量装置前后只需对两个样品进行测量，就能测出烟气中形态汞的浓度，大大提高工作效率，也提高测量精确度。