[发明专利]可连续检测反应过程的原子吸收(原子荧光)光谱检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于仪器开发领域，特别涉及一种可连续检测反应过程的原子吸收(原子荧光)光谱检测方法及装置。

背景技术

煤、生物质和石油燃烧、热解和气化过程中会向环境中排放汞、砷等重金属污染物。了解热解、气化及燃烧过程中这些重金属污染物的转化及释放规律是污染物控制的基础和前提。热解、气化及燃烧反应都对应的是高温反应，以煤燃烧为例，煤在煤粉锅炉中燃烧温度一般在1300℃以上，但目前的监测方法和仪器由于不能承受高温难以对燃烧过程取样并进一步分析。目前的方法是在温度较低的尾部烟道取样和分析，如果想了解燃烧过程中重金属的转化及反应特征，也只能通过尾部烟道的分析结果去倒推，但由于经历了很大的温降以及很长的工艺流程会发生价态迁移及转化，严重影响了对燃烧过程的中物质的变化规律的了解。

另一方面，一些仪器的测试方法有常有升温过程。以常用的原子吸收光谱方法为例，物质在被光谱分析前首先要经过原子化的阶段，一般通过加热或燃烧将被测物转化为原子蒸汽。

也就是说，如果要测量锅炉燃烧等高温反应过程中的物质，由于取样位置和方法的限制，首先被测物质经历降温；然后为了完成测量，被测物质又需要升温。复杂的中间过程会造成较大的误差。

在对煤、生物质和石油等的研究中，热重分析方法通过样品重量的变化来了解热解、气化及燃烧过程，通过热重和红外、质谱等分析仪的联用可进一步分析烟气成分，对相关科学领域的发展起到了重要的作用。但这些联用方法中烟气通过载气带出，进入红外、质谱等分析仪温度接近室温，而且这些分析仪不能够实现对汞等重金属的检测。如果能够发明一种方法了解燃烧过程汞等重金属污染物的变化情况，对热解、气化及燃烧过程污染物机理研究及控制将发挥重要的作用。

美国等国家在烟气汞、砷等重金属污染检测方面相关的专利主要包括：Automaticmercurymonitor[公开号：US3826618，下同]、High-sensitivearsenicmonitor[JP59163542]、Methodtocompensateforinterferencetomercurymeasurementingases[US5750992]、Mercurymeasurementinstrumentandcombustiondeviceusingthesame[JP2005083882]、Arsenicanalysis[US6696300]、Samplepretreatmentmethodforarsenicanalysisbyeverychemicalform[JP2006177874]、Mercuryanalyzerandmercuryanalysismethod[JP2008102068]等。同时开发的烟气汞重金属监测仪器和设备主要包括：UniBestX-MetGas6000CEMS、CooperXactTM640、Thermo-fisherFreedomTMSystem、Tekran3300、PSA50.100HgCEM、LumexIRM-915等。

国内研究者也获得了多项国家专利，例如高效液相色谱-原子荧光光谱砷形态分析在线联用系统[CN2788181]、烟气中汞浓度在线检测方法[CN101865905A]、气态零价汞浓度的连续监测装置和方法[CN101819140A]、监测气体样品中的汞的方法及装置[CN101287987]、燃煤烟气中总汞的测量方法[CN101699252A]、燃煤中汞含量的检测方法[CN101839900A]、检测汞、铅、镉和六价铬的原子荧光光谱仪[CN2856989]和使用气相臭氧化学发光分析砷浓度的方法和装置[CN101405595]等。

尽管目前有一些针对汞等重金属的专利方法和测试仪器，但这些方法和仪器都不能实现本申请提到的对反应过程的测量及研究。

发明内容

本发明的目的是提出一种可连续检测反应过程的原子吸收(原子荧光)光谱检测方法及装置。