[发明专利]一种模拟烟气中二价汞的发生装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟烟气中二价汞的发生装置及其应用，属于烟气污染物控制领域，通过生成一种含有二价汞的模拟烟气，进行模拟烟气和真实燃煤烟气中汞形态的特性研究，并探究不同控制方法对烟气中不同形态汞脱除作用。

背景技术

    燃煤是大气中剧毒污染物汞排放的主要来源，烟气中汞主要以3种形式存在，单质汞(Hg⁰)、二价汞化合物(如HgO，HgS，HgSO₄，HgCl₂等)和颗粒态汞。

汞及其化合物的毒性主要出自于它们对含硫化合物的高度亲和能力，因此在进入生物体后，就会破坏酶和其它蛋白的功能并影响其重新合成。其中，甲基汞的毒性更是厉害，在进入人体渡过急性期后，有几周到数月的潜伏期，然后脑和神经系统的中毒症状才会显示，并且难以痊愈。另外，甲基汞还可以通过母体影响胎儿的神经系统，使出生的婴儿有智力发育障碍、运动技能受损等小儿麻痹症状。在对汞污染的排放源的研究中，人们发现煤的燃烧是人工汞排放的主要污染源。美国环保署（US EPA）称在美国有1/3的单质汞排放来自于燃煤电站锅炉。此外，美国电力研究院（US EPRI）对1060台煤粉炉和旋风炉的调研也表明，这些装置的汞排放指数从0.145~10.7kg/a不等，据测算，10%的最大型燃煤锅炉的汞排放占了总数的39%。因此对燃煤锅炉，尤其是大型电站锅炉汞排放的研究和控制技术开发将是解决汞污染问题的关键所在。我国是一个以煤为主导的能源的国家，随着煤耗的不断增长，环保标准的日益严格，燃煤锅炉中汞的排放也将成为我们面临的一个重要环境问题。

目前公开的关于汞发生器的专利主要有：

詹姆斯·H·格拉西，戴特尔·基塔，生成具有可测浓度的氧化汞的方法及装置，专利号200680023885.0，该专利中测的氧化汞的方法是传送第一浓度的单质汞给反应器；传送氧化组分给所述反应器，所述反应器可操作以将所述氧化组分与至少一部分所述单质汞化合；以及基于所述氧化组分与至少一部分所述单质汞的所述化合，生成具有第二浓度的单质汞的输出；所述输出具有的氧化汞的已知浓度，是基于单质汞的所述第一浓度和单质汞的所述第二浓度之间的浓度差得出的。

黄国栋，测汞仪使用的蒸汽发生器，专利号201020285114.2。该专利提出了一种测汞仪使用的汞蒸气发生器，包括环路串联的多通道顺序注射阀、溶液储存管、顺序注射泵和原子荧光测汞仪，多通道的顺序注射阀的通道管口顺次连接样品溶液瓶、氯化亚锡溶液瓶、大容积翻泡瓶、氧化剂溶液瓶和小容积翻泡瓶。灵敏度、准确度得到提高，大大降低了样品种类对吸收峰的影响，提高了峰半宽测量的重复性。

詹姆斯.H.格拉西，戴特尔.基塔，杰弗里.索查，德克.阿佩尔，将氧化汞转化成单质汞的方法及装置，专利号200680023884。该专利3的氧化汞转化器，其采用加热、减压与稀释相结合，将气体样品中的氧化汞转化成单质汞。转化器对气体样品加热，以将气体样品中的氧化汞热转化成单质汞和氧化组分，并且其后减小气体样品的压力，以将单质汞与气体样品中存在的其它氧化剂和／或与热转化的副产品（例如氧化组分）的化合减至最小。转化器因而允许对气体样品中存在的氧化和单质两种形式的汞的总量进行精确分析，而无需在汞转化过程中采用消耗性试剂。

上述的3个专利中所说的关于汞发生的装置均存在系统结构复杂，操作比较繁琐。因现有的汞测量仪器只能直接分析测得零价汞的含量，二价汞的含量不能直接同通过测汞仪器测得。黄国栋的专利中不能同时测得零价汞和二价汞，对于现场测得二价汞难以实现。詹姆斯.H.格拉西的汞测量装置需加热将氧化汞转化成单质汞和氧化组分，转化装置比较复杂，而本发明正是为了解决上述技术问题而提出的，采用的化学试剂方法，操作简单，灵敏度、准确度得到提高。

目前需要寻求一种简便的容易操作的模拟烟气中二价汞的发生装置并且可以方便测的烟气中二价汞的浓度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的现有测汞仪器只能测得零价汞的技术问题，而提出了一种简便的容易操作的模拟烟气中二价汞的发生装置并且可以方便测的烟气中二价汞的浓度。

本发明的技术原理

本发明的一种模拟烟气中二价汞的发生装置，通过注射泵喷射二价汞溶液，在高温烟气反应器中加热为二价汞蒸气，通过对烟道反应器的程序控温，模拟烟气的流量，载气流量、二价汞溶液的浓度等多方面的因素控制，可以实现调节烟气中的二价汞浓度。

理论上烟气中二价汞的浓度，具体计算如下：