一種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置及監測方法
【專利摘要】本發明涉及一種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置及監測方法。所述裝置包括第一測汞儀、反應管、管式爐和第二測汞儀；所述第一測汞儀出口與反應管入口相連；所述反應管置于管式爐中；所述反應管出口與第二測汞儀入口相連。待測煙氣首先進入第一測汞儀中測定零價汞的量；然后進入管式爐內的反應管中，在加熱條件下將煙氣中的二價汞還原成零價汞；反應后的煙氣進入第二測汞儀，測定還原后零價汞的量；所述第一測汞儀和第二測汞儀測得的零價汞的量之差為待測煙氣中二價汞的量。本發明可以實現同時測定零價汞和二價汞，完成反應系統的汞平衡監測，其工藝簡單，性能優良，具有一定的應用前景。
【專利說明】一種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置及監測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種同時測定氣態汞中的零價汞和二價汞的裝置，以及對氣態汞平衡 監測的方法。
【背景技術】
[0002] 汞是環境中毒性最強的重金屬元素之一，直接影響著人類的日常生活，所以對其 越來越關注。汞的排放包括零價汞、二價汞和顆粒汞三種形態，其中顆粒汞可以通過顆粒物 捕集設備捕獲，零價汞可以通過測汞儀直接測量，而二價汞卻較難測量，給工程應用帶來不 便。
[0003] CN102087222A公開了一種異性檢測二價汞離子的方法，通過制備出金納米溶液， 將待測樣品和三聚氰胺溶液混合，最后待測樣品檢測，該方法靈明度高，檢測時間短，但不 適合氣態汞檢測。
[0004] CN103389293A公開了一種檢測二價汞的方法，通過熒光素修飾的單鏈DNA分子B 含有與固定于探頭表面的DNA捕捉探針（即單鏈DNA分子A)的互補序列，同時含有可與二 價汞離子結合的T-T堿基錯配結構，進行二價汞測定。該方法對于氣態汞的檢測具有明顯 的局限性。
[0005] CN103293326A公開了一種煙氣形態汞排放連續監測系統及其監測方法。監測方法 為：先將二價汞吸附溶液抽到反應器中，吸收煙氣中的二價汞，由汞測量裝置測出煙氣中零 價汞的濃度，再將二價汞還原溶液抽到反應器中，將二價汞還原為零價汞，此時汞測量裝置 測出的即為原煙氣中二價汞的濃度。該方法簡單可行，但是由于整個反應在溶液中進行，溶 液中的水將對測汞儀的監測產生影響，從而影響檢測精度。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于針對已有技術的不足，突破現有的操作復雜的監測二價汞技 術，通過加熱法來實現同時測定零價汞和二價汞，提供了一種汞平衡監測手段。
[0007] 為達此目的，本發明采用以下技術方案：
[0008] -種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置，所述裝置包括第一測汞儀、反應管、管 式爐和第二測汞儀；
[0009] 所述第一測汞儀出口與反應管入口相連；所述反應管置于管式爐中；所述反應管 出口與第二測汞儀入口相連。
[0010] 所述第一測汞儀和第二測汞儀是采用原子吸收原理對煙氣中的零價汞進行測定。
[0011] 所述第一測汞儀測定反應前的零價汞。所述第二測汞儀測定反應后的零價汞。
[0012] 本發明還提供了一種采用如上所述裝置進行零價汞和二價汞的監測方法，所述方 法包括如下步驟：
[0013] 待測煙氣首先進入第一測汞儀中測定零價汞的量；然后進入管式爐內的反應管 中，在加熱條件下將煙氣中的二價汞還原成零價汞；反應后的煙氣進入第二測汞儀，測定還 原后零價汞的量；所述第一測汞儀和第二測汞儀測得的零價汞的量之差為待測煙氣中二價 萊的量。
[0014] 所述待測煙氣在反應管中的停留時間為0. 1?0. 5s，待測煙氣在此時間段內可以 被還原。例如可選擇 〇· lls，0. 13s，0. 18s，0. 22s，0. 28s，0. 34s，0. 4s，0. 42s，0. 49s 等。
[0015] 所述停留時間為0.3s。
[0016] 所述反應管內的加熱溫度為700?900°C，待測煙氣中的汞化合物在此溫度區間 可以還原成零價汞。例如可選擇 700. 〇rC，70(X 3°C，712°C，730°C，756°C，770°C，798°C， 82(TC，875°C，893t：等。
[0017] 所述反應管內的加熱溫度為900°C。
[0018] 一種同時測定零價汞和二價汞的監測方法，所述方法具體包括如下步驟：
[0019] 待測煙氣首先進入第一測汞儀中測定零價汞的量；然后進入管式爐內的反應管 中，在700?900°C下將煙氣中的二價汞還原成零價汞，停留時間為0. 1?0. 5s ;反應后的 煙氣進入第二測汞儀，測定還原后零價汞的量；所述第一測汞儀和第二測汞儀測得的零價 汞的量之差為待測煙氣中二價汞的量。
[0020] 具體地，采用如上所述的裝置測定零價汞和二價汞的監測方法，所述方法包括如 下步驟：
[0021] 待測煙氣經過管路進入第一測汞儀，此時第一測汞儀測試煙氣中零價汞的量 (Hg°);第一測汞儀出口的煙氣，經過管路進入反應管，停留時間為0. 1?0. 5s，煙氣停留時 間優選為〇. 3s ;在管式爐內高溫加熱到汞化合物的分解溫度700?900°C，反應管內的加 熱溫度優選為900°C，將煙氣中的二價汞還原成零價汞，通過第二測汞儀，測試煙氣中還原 后零價汞總量（Hg total)，第一測汞儀和第二測汞儀測得的零價汞的量之差為二價汞的量，即 Hg2+ = Hgtotal-Hg°〇
[0022] 與已有技術方案相比，本發明具有以下有益效果：
[0023] (1)本發明所述裝置結構、工藝操作簡單，性能優良；
[0024] (2)本發明所述測定零價汞和二價汞的裝置，可以實現同時測定零價汞和二價 汞；
[0025] (3)本發明實現了汞平衡監測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發明的同時測定零價汞和二價汞的監測裝置的示意圖；
[0027] 圖2是同時測Hg°和Hg2+實驗結果。
[0028] 附圖標記如下所示：
[0029] 1-第一測汞儀；2-反應管；3-管式爐；4-第二測汞儀。
[0030] 下面對本發明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發明的簡易例子，并不代 表或限制本發明的權利保護范圍，本發明的保護范圍以權利要求書為準。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0032] 為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的 實施例如下：
[0033] 如圖1所示，一種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置，所述裝置包括第一測汞 儀1、反應管2、管式爐3和第二測汞儀4 ;
[0034] 所述第一測汞儀1出口與反應管2入口相連；所述反應管2置于管式爐3中；所述 反應管2出口與第二測汞儀4入口相連。
[0035] 所述第一測汞儀1和第二測汞儀4是采用原子吸收原理對煙氣中的零價汞進行測 定。
[0036] 所述第一測汞儀1測定反應前的零價汞。
[0037] 所述第二測汞儀4測定反應后的零價汞。
[0038] 具體實施例1
[0039] 采用如上所述的同時測定零價汞和二價汞的監測裝置進行測定零價汞和二價汞， 包括如下步驟：待測煙氣經過管路進入第一測汞儀1，此時第一測汞儀1測試煙氣中零價汞 的量（即Hg°);第一測汞儀1出口的煙氣，經過管路進入反應管2,停留時間為0. 3s，在管式 爐3內高溫加熱900°C，將煙氣中的二價汞還原成零價汞，通過第二測汞儀4測定反應后的 零價汞（即Hg t(rtal)，二價汞的量Hg2+ = Hgtotal-Hg° (即圖2中虛線與實線之間的陰影面積）。 然后保持停留時間不變，對管式爐降溫到800°C，二價汞的量的含量下降，升高管式爐溫度， 二價汞的量的含量增加，結果如圖2所示。
[0040] 具體實施例2
[0041] 采用如上所述的同時測定零價汞和二價汞的監測裝置進行測定零價汞和二價汞， 包括如下步驟：待測煙氣經過管路進入第一測汞儀1，此時第一測汞儀1測試煙氣中零價汞 的量（即Hg°);第一測汞儀1出口的煙氣，經過管路進入反應管2,停留時間為0. 5s，在管式 爐3內高溫加熱700°C，將煙氣中的二價汞還原成零價汞，通過第二測汞儀4測定反應后的 零價萊（即 Hgt(rtal),二價萊的量 Hg2+ = Hgt(rtal-Hg°。
[0042] 具體實施例3
[0043] 采用如上所述的同時測定零價汞和二價汞的監測裝置進行測定零價汞和二價汞， 包括如下步驟：待測煙氣經過管路進入第一測汞儀1，此時第一測汞儀1測試煙氣中零價汞 的量（即Hg°);第一測汞儀1出口的煙氣，經過管路進入反應管2,停留時間為0. ls，在管式 爐3內高溫加熱800°C，將煙氣中的二價汞還原成零價汞，通過第二測汞儀4測定反應后的 零價萊（即 Hgt(rtal),二價萊的量 Hg2+ = Hgt(rtal-Hg°。
[0044] 申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細結構特征以及方法，但 本發明并不局限于上述詳細結構特征以及方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細結構 特征以及方法才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發 明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護 范圍和公開范圍之內。
[0045] 以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中 的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0046] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0047] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1. 一種同時測定零價汞和二價汞的監測裝置，其特征在于，所述裝置包括第一測汞儀 (1)、反應管（2)、管式爐（3)和第二測汞儀（4); 所述第一測汞儀（1)出口與反應管（2)入口相連；所述反應管（2)置于管式爐（3)中； 所述反應管（2)出口與第二測汞儀（4)入口相連。
2. 如權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述第一測汞儀（1)和第二測汞儀（4) 是采用原子吸收原理對煙氣中的零價汞進行測定。
3. 如權利要求1或2所述的監測裝置，其特征在于，所述第一測汞儀⑴測定反應前的 零價汞。
4. 如權利要求1或2所述的監測裝置，其特征在于，所述第二測汞儀（4)測定反應后的 零價汞。
5. -種采用如權利要求1-4之一所述裝置進行零價汞和二價汞的監測方法，其特征在 于，所述方法包括如下步驟： 待測煙氣首先進入第一測汞儀（1)中測定零價汞的量；然后進入管式爐（3)內的反應 管（2)中，在加熱條件下將煙氣中的二價汞還原成零價汞；反應后的煙氣進入第二測汞儀 (4)，測定還原后零價汞的量；所述第一測汞儀（1)和第二測汞儀（4)測得的零價汞的量之 差為待測煙氣中二價汞的量。
6. 如權利要求5所述的監測方法，其特征在于，所述待測煙氣在反應管（2)中的停留時 間為0. 1?0. 5s。
7. 如權利要求6所述的監測方法，其特征在于，所述停留時間為0. 3s。
8. 如權利要求5-7之一所述的監測方法，其特征在于，所述反應管⑵內的加熱溫度為 700 ?900。。。
9. 如權利要求5-8之一所述的監測方法，其特征在于，所述反應管⑵內的加熱溫度為 900。。。
10. 如權利要求5-9之一所述的監測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 待測煙氣首先進入第一測汞儀（1)中測定零價汞的量；然后進入管式爐（3)內的反應 管（2)中，在700?900°C下將煙氣中的二價汞還原成零價汞，停留時間為0.1?0.5s;反 應后的煙氣進入第二測汞儀（4)，測定還原后零價汞的量；所述第一測汞儀（1)和第二測汞 儀（4)測得的零價汞的量之差為待測煙氣中二價汞的量。
【文檔編號】G01N21/31GK104155249SQ201410340042
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】朱廷鈺, 徐文青, 周璇, 劉瑞輝, 佟莉 申請人:中國科學院過程工程研究所