[发明专利]烟气中含Hg浓度的抗干扰检测方法和检测装置

说明书

本发明公开了一种烟气中含Hg浓度的抗干扰检测方法，通过将原子吸收光谱法和原子荧光光谱法相结合，利用烟气中汞原子和干扰气体在不同的波长下吸收紫外线及产生荧光的差异性，同时考虑气体分子的米氏散射和瑞利散射，通过数学的处理去除干扰气体吸收的影响，有效排除烟气中的干扰气体，进而较为精确的得出烟气中的含Hg浓度。基于抗干扰检测方法，本发明提供了检测装置，将原子吸收光谱法和原子荧光光谱法相的测量光路相结合，于同一光池内检测测量值，同时利用滤色片同时测量两种不同波长的荧光，通过反演的方式去除二氧化硫气体的荧光影响，并通过MCU结合公式，可实时获得烟气中的Hg浓度。

技术领域

本发明涉及一种检测Hg浓度的方法和装置，具体涉及一种烟气中含Hg浓度的抗干扰检测方法和检测装置。

背景技术

由于工业快速发展，人为活动汞排放逐渐成为环境中大气中汞的一个主要来源。其中，燃煤电厂被认为是最大的人为汞排放源。随着对环境要求的提高，烟气汞的排放要求越来越严格。因此，对烟气中汞进行实时检测的需求也越来越重要。

目前，对烟气汞实时检测的方法都是利用汞原子对253.7nm的紫外线有强烈的吸收作用，测量紫外线经过含汞烟气的变化，得到汞的浓度。但是，燃煤烟气中含有大量的二氧化硫、一氧化氮等干扰气体，对紫外线也有强烈的吸收作用，会对测量精度产生较大的影响。

当烟气中存在能对测汞产生影响的干扰气体时，冷原子吸收法，由于杂质气体的吸收，导致测得的紫外线减弱，测量结果偏大；冷原子荧光法，汞原子吸收的紫外线因为干扰气体的吸收导致减少，产生的荧光也相应减少，导致测量结果偏小。

由于两种方法出现的误差都与干扰气体的浓度有关，因此寻找一种可以减少干扰气体影响的测量方法，提高测量精度，是目前汞分析仪研究的重点。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种消除杂质气体影响的烟气中含Hg浓度的抗干扰检测方法和检测装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

烟气中含Hg浓度的抗干扰检测方法，包括以下步骤：

S1、理论气体：纯含Hg的烟气，基于比尔定律和原子吸收光谱法，建立入射光强、第一检测光强、Hg浓度的第一关系；

S2、混合气体：在纯含Hg的烟气中引入干扰气体，根据加性原理，在第一关系中引入干扰项，包括干扰气体的浓度与第二检测光强的关系，获得第二关系；

所述干扰气体包括产生和不产生荧光的干扰气体；

S3、利用原子荧光法，入射光分别选择对Hg有/无荧光效率的波段，入射光强与步骤S1相同，建立产生和不产生荧光的干扰气体的第三检测光强和第四检测光强，分别与其浓度的第三关系和第四关系；

S4、将第三关系、第四关系代入第二关系中，排除干扰气体，即获得烟气中的Hg浓度。

上骤S2中干扰项还包括气体分子的米氏散射和瑞利散射的影响，气体分子包括Hg分子和干扰气体分子。

上述步骤S1中的第一关系为：

式(1)中，I₁为第一检测光强，I₀为入射光强，ε_Hg为汞吸收截面，c_Hg为汞的浓度，L为光池的长度。

上述步骤S2中，以产生荧光的干扰气体为SO₂为例，则第二关系为：

式(2)中，表示不产生荧光的干扰气体的影响，ε_R表示瑞利散射的影响，ε_M表示米氏散射的影响；

令可得：