汞检测装置及方法转让专利
申请号 : CN202211337833.8
文献号 : CN115728253B
文献日 : 2023-11-10
发明人 : 韩立鹏 , 钟犁 , 李昱喆 , 余长开 , 彭文乾 , 陈飞云 , 苏林 , 茹宇
申请人 : 华能重庆珞璜发电有限责任公司 , 北京华能长江环保科技研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种汞检测方法,其特征在于:
所述汞检测方法采用的检测装置包括:
反应容器(1),所述反应容器(1)包括反应器本体(101)和密封盖(102),所述反应器本体(101)具有第一敞口,所述密封盖(102)可拆卸地装在所述第一敞口上,所述反应容器(1)上具有氧气进口(103)和第一气体出口(104);
燃烧皿(2)和点火丝(3),所述燃烧皿(2)设于所述反应器本体(101)内并与所述反应容器(1)相连,所述点火丝(3)的至少一部分设于所述燃烧皿(2)内,所述点火丝(3)的两端分别用于与电源的正极和负极电连接;
还原容器(4),所述还原容器(4)具有第一气体进口(401)和第二气体出口(402),所述第一气体进口(401)与所述第一气体出口(104)连通,所述第一气体进口(401)与所述第一气体出口(104)之间设有开闭阀(5);以及汞分析仪(6),所述汞分析仪(6)与所述第二气体出口(402)连通;
连接管(7),所述连接管(7)密封插装在所述第一气体进口(401)上,所述连接管(7)的进口与所述第一气体出口(104)连通,所述连接管(7)的出口位于所述还原容器(4)内,所述开闭阀(5)设于所述连接管(7)上;和冲击球(8),所述冲击球(8)设于所述连接管(7)的出口端,所述冲击球(8)具有冲击腔室以及与所述冲击腔室连通的多个出气孔,所述冲击腔室与所述连接管(7)的出口连通,多个所述出气孔间隔布置;
至少一个圆盘(9)和至少一个环形盘(10),所述圆盘(9)和所述环形盘(10)沿所述反应容器(1)的高度方向交替间隔设置在所述还原容器(4)内,至少一个所述圆盘(9)和至少一个所述环形盘(10)位于所述冲击球(8)的上方,所述圆盘(9)套装在所述连接管(7)上,所述圆盘(9)的外周面与所述反应容器(1)间隔布置,所述环形盘(10)具有通孔(1001),所述环形盘(10)套设在所述连接管(7),所述通孔(1001)的孔壁与所述连接管(7)间隔设置,所述环形盘(10)的外周面与所述反应容器(1)相连;
所述汞检测方法,包括:
记录所述反应容器(1)的容积为V1,向所述反应容器(1)内加入去离子水配置的吸收剂,向所述还原容器(4)内加入去离子水配置的还原剂;
称取质量为m的煤样(15)置于所述燃烧皿(2)中,并使所述点火丝(3)与煤样(15)接触,关闭开闭阀(5),通过所述氧气进口(103)向所述反应容器(1)内通入氧气;
所述点火丝(3)的两端分别与电源的正极和负极电连接,使所述点火丝(3)点燃所述煤样(15);
所述煤样(15)完全燃烧后,开启开闭阀(5),使所述反应容器(1)内的烟气进入所述还原容器(4)内被所述还原剂还原,被还原后的烟气进入汞分析仪(6)内,以检测烟气中汞的体积V2和浓度C1;
将所述反应容器(1)内的吸收后的吸收剂溶液定容至V3,再加入5%W/V KMnO4溶液直到获得粉红色或者紫色为止,并记为混合溶液;
取预设体积的所述混合溶液至第一混合容器内,并向所述第一混合容器内加入20%W/V氯化亚锡溶液,以使所述混合溶液中的二价汞被还原为汞蒸气析出;
利用测汞仪测得析出汞的浓度为C2;
取空白还原剂溶液至第二混合容器内,并向所述第二混合容器内加入20%W/V氯化亚锡溶液;
利用测汞仪测得空白还原剂溶液中的汞浓度为C3;
计算煤样(15)中的汞含量M,其中M=[V3(C2‑C3)+(V1+V2)C1]/m。
2.根据权利要求1所述的汞检测方法,其特征在于,所述通孔(1001)的孔径小于所述圆盘(9)的外径。
3.根据权利要求1所述的汞检测方法,其特征在于,包括:
阳极柱(11)和阴极柱(12),所述阳极柱(11)和所述阴极柱(12)均密封插装在所述密封盖(102)上,所述阳极柱(11)的一端置于所述反应器本体(101)内并与所述点火丝(3)的一端电连接,所述阳极柱(11)的另一端置于所述反应器本体(101)外并用于与电源正极电连接,所述阴极柱(12)的一端置于所述反应器本体(101)内并与所述点火丝(3)的另一端电连接,所述阴极柱(12)的另一端置于所述反应器本体(101)外并用于与电源负极电连接。
4.根据权利要求3所述的汞检测方法,其特征在于,所述燃烧皿(2)与所述阳极柱(11)和所述阴极柱(12)中的至少一者相连。
5.根据权利要求1‑4中任一项所述的汞检测方法,其特征在于,所述密封盖(102)上设有安全阀(13),当所述反应容器(1)内的气体压力大于20MPa时,所述安全阀(13)开启。
6.根据权利要求1‑4中任一项所述的汞检测方法,其特征在于,所述检测装置还包括冷却槽(14),所述冷却槽(14)内设有冷却介质,所述反应容器(1)设在所述冷却槽(14)内,以便对所述反应容器(1)进行降温。
7.根据权利要求1‑4中任一项所述的汞检测方法,其特征在于,所述检测装置还包括尾气处理装置(16),所述尾气处理装置(16)与所述汞分析仪(6)的出口端连通。
说明书 :
汞检测装置及方法
技术领域
背景技术
1ppm,煤炭中痕量汞(Hg)准确检测难度大,煤炭中汞含量的准确检测,可以为进一步控制汞
污染提供基础数据。
发明内容
计测定汞的含量。但该法具有以下两种问题,首先,在煤样加热处理时一部分元素汞会挥发
出来,逃逸至大气;另外,该方法中规定煤样加热温度最高为160℃,这很可能会导致煤样消
解不彻底,少部分汞会残留在灰渣中。以上两种问题会导致煤中汞的检测加过出现负偏差。
差。
测方法。
拆卸地密封盖装在所述第一敞口上,所述反应容器上具有氧气进口和第一气体出口;所述
燃烧皿设于所述反应器本体内并与所述反应容器相连,所述点火丝的至少一部分设于所述
燃烧皿内,所述点火丝的两端分别用于与电源的正极和负极电连接;所述还原容器具有第
一气体进口和第二气体出口,所述第一气体进口与所述第一气体出口连通,所述第一气体
进口与所述第一气体出口之间设有开闭阀;所述汞分析仪与所述第二气体出口连通。
第一敞口上。向还原容器内加入还原剂,关闭开闭阀,通过氧气进口向反应容器内通入氧
气,将点火丝的两端分别与电源的正极和负极电连接,点火丝点燃煤样,以使煤样在富氧工
况下可以充分燃烧。
汞蒸气和烟气中携带的原有汞蒸气一起进入汞分析仪内,汞分析仪测得烟气中的汞含量。
反应容器内吸收剂吸收的二价汞离子利用还原剂将二价汞离子还原成汞蒸气后,经测汞仪
测得汞蒸气含量。
充分燃烧的情况下,还可以测得煤样燃烧后烟气中的汞蒸气,从而可以大大降低甚至避免
煤样因燃烧不充分和燃烧后烟气中的汞蒸气逃逸,而影响汞的检测精度,使得检测精度高。
管的出口位于所述还原容器内,所述开闭阀设于所述连接管上;所述冲击球设于所述连接
管的出口端,所述冲击球具有冲击腔室以及与所述冲击腔室连通的多个出气孔,所述冲击
腔室与所述连接管的出口连通,多个所述出气孔间隔布置。
至少一个所述圆盘和至少一个所述环形盘位于所述冲击球的上方,所述圆盘套装在所述连
接管上,所述圆盘的外周面与所述反应容器间隔布置,所述环形盘具有通孔,所述环形盘套
设在所述连接管,所述通孔的孔壁与所述连接管间隔设置,所述环形盘的外周面与所述反
应容器相连。
所述点火丝的一端电连接,所述阳极柱的另一端置于所述反应器本体外并用于与电源正极
电连接,所述阴极柱的一端置于所述反应器本体内并与所述点火丝的另一端电连接,所述
阴极柱的另一端置于所述反应器本体外并用于与电源负极电连接。
C1;
附图说明
具体实施方式
一敞口,密封盖102可拆卸地密封盖装在第一敞口上,反应容器1上具有氧气进口103和第一
气体出口104。燃烧皿2设于反应器本体101内并与反应容器1相连,点火丝3的至少一部分设
于燃烧皿2内,点火丝3的两端分别用于与电源的正极和负极电连接。还原容器4具有第一气
体进口401和第二气体出口402,第一气体进口401与第一气体出口104连通,第一气体进口
401与第一气体出口104之间设有开闭阀5,汞分析仪6与第二气体出口402连通。
盖102密封盖装在第一敞口上。向还原容器4内加入还原剂,关闭开闭阀5,通过氧气进口103
向反应容器1内通入氧气,将点火丝3的两端分别与电源的正极和负极电连接,点火丝3点燃
煤样15,以使煤样在富氧工况下可以充分燃烧。
烟气中未被吸收剂吸收的二价汞离子和汞蒸气流向还原容器4内,二价汞离子被还原容器4
内的还原剂还原为汞蒸气,还原生成汞蒸气和烟气中携带的原有汞蒸气一起进入汞分析仪
6内,汞分析仪6测得烟气中的汞含量。
100,在保证煤样2充分燃烧的情况下,还可以测得煤样15燃烧后烟气中的汞蒸气,从而可以
大大降低甚至避免煤样15因燃烧不充分和燃烧后烟气中的汞蒸气逃逸,而影响汞的检测精
度,使得检测精度高。
密封盖102的拆卸,使得本发明实施例的汞检测装置100结构简单,操作方便。
通,连接管7的出口位于还原容器4内,开闭阀5设于连接管7上。冲击球8设于连接管7的出口
端,冲击球8具有冲击腔室以及与冲击腔室连通的多个出气孔,冲击腔室与连接管7的出口
连通,多个出气孔间隔布置。
口进入冲击腔室内,进入冲击腔室内的烟气经过多个出气孔流出。
离子的充分还原,避免烟气中的部分二价汞离子因还原不充分而影响到检测精度,从而有
利于提高本发明实施例的汞检测装置100的检测精度。
一个圆盘9和至少一个环形盘10位于冲击球8的上方,圆盘9套装在连接管7上,圆盘9的外周
面与反应容器1间隔布置,环形盘10具有通孔1001,环形盘10套设在连接管7,通孔1001的孔
壁与连接管7间隔设置,环形盘10的外周面与反应容器1相连。
流动路径,有利于增加烟气与还原剂的接触时间,进一步有利于还原剂将烟气中二价汞离
子充分还原,从而进一步有利于提高本发明实施例的汞检测装置100的检测精度。
提高烟气与还原剂的接触时间,进一步有利于提高使得还原剂能够将烟气中二价汞离子充
分还原,进一步有利于提高本发明实施例的汞检测装置100的检测精度。
火丝3的一端电连接,阳极柱11的另一端置于反应器本体101外并用于与电源正极电连接,
阴极柱12的一端置于反应器本体101内并与点火丝3的另一端电连接,阴极柱12的另一端置
于反应器本体101外并用于与电源负极电连接。
的汞检测装置100结构简单,操作方便。
中添加煤样15,使得本发明实施例的汞检测装置100操作方便。
置100的安全性。
例的汞检测装置100的检测精度。
性能好。
在冷却槽14内,向还原容器4内适于加入去离子水配置的还原剂,还原剂可以为氯化亚锡、
硼氢化钾或硼氢化钠的一种,向尾气处理装置16内填装卤素改性的高效吸附汞的活性碳,
启动汞分析仪6;
的底部,将密封盖102盖装在第一敞口上,关闭开闭阀5,通过氧气进口103向反应容器1内通
入纯度99.9%以上的氧气,充氧时反应容器1内氧气在压力2.8MPa‑3.0MPa下保持30‑60秒;
溶入1mol/L KCl;
盘9和环形盘10之间形成的蛇形通道与还原剂发生充分的气液相吸收反应,烟气中的二价
汞离子被还原剂还原为汞蒸气,被还原后的烟气进入汞分析仪6内,以检测烟气中汞蒸气的
体积V2和浓度C1,从汞分析仪6排出的烟气进入净化处理装置内,经活性碳吸附后排出乏
气;
作为载体,以载气流量为1L/min携带出析出的汞蒸气;
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示
例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书
中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
均在本发明的保护范围内。