[发明专利]双光谱烟气汞分析装置及相应的方法

说明书

本公开公开了一种双光谱烟气汞分析装置及相应的方法，所述双光谱烟气汞分析装置包括：光源、气室、光探测器和控制模块，其中：所述气室用于存放被测气体；所述光源放置于所述气室的一侧，用于发出测量光波照射所述气室；所述光探测器为两个或多个，放置于所述气室的不同侧，并与控制模块连接，用于检测透过气室的测量光波，并将检测数据发送给所述控制模块。本公开技术方案综合利用多种测量方法，能够准确测得烟气中汞的含量，具有结构简单、测量结构准确等优点，可在汞含量在线检测中广泛应用。

技术领域

本公开涉及分析仪器技术领域，尤其是一种双光谱烟气汞分析装置及相应的方法。

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汞的一个主要来源。煤炭属于能源矿产资源之一，是世界各地经济和社会发展的重要物质。工业需求全球每年以较大增长趋势燃烧大量的煤，从燃煤中释放的汞占人类活动所释放汞的很大比例。

2013年10月，由联合国环境规划署主办的“汞条约外交会议”在日本熊本市表决通过了旨在控制和减少全球汞排放的《水俣公约》，包括中国在内的87个国家和地区的代表共同签署公约，标志着全球携手减少汞污染迈出第一步。公约认为，小型金矿和燃煤电站是汞污染的最大来源。因此对烟气中的汞进行实时监测成为一种必要的手段。

在火电厂中，汞的典型排放浓度通常只有0.01ppm，相比与SO₂或者NO_X来说，浓度要低4-5个数量级。因而汞的在线监测难度大，现有的烟气汞监测技术主要采取烟道抽取采样气体，经过预处理后通过光学监测的方法来得到汞的浓度。不同的光学监测方法对整体系统的构建及测量精度有至关重要的影响，因此光学监测方法研究是元素汞在线监测技术的核心。

目前汞的光学监测方法主要有冷蒸汽原子吸收光谱(Cold vapor atomicabsorption spectroscopy，CVAAS)，冷蒸汽原子荧光光谱(Cold vapor atomicfluorescence spectroscopy，CVAFS)，原子发射光谱(Atomic emission sectrometry,AES)，X射线荧光光谱(X-ray fluorescence spectroscopy)以及紫外差分吸收光谱(Ultraviolet differential optical absorption spectroscopy,UV-DOAS)。目前最为成熟的是冷原子吸收光谱和冷蒸汽原子荧光光谱法，美国赛默公司推出了采用冷原子荧光光谱法的测试设备，德国MI、日本京都电子和我国的杭州聚光都推出了基于冷原子吸收光谱法的测试设备。

一般光学测量的方法都利用汞原子对253.7nm的紫外线有强烈的吸收作用这一特性，通过测量紫外线经过含汞烟气的变化，来得到汞的浓度。但由于燃煤烟气中含有大量的二氧化硫、一氧化氮等杂质气体，其对紫外线也有强烈的吸收作用，所以汞含量的测量一般是在脱硫、脱硝处理后进行。这个过程可以去除烟气中大部分的二氧化硫、一氧化氮等气体。上述方法，除紫外差分吸收光谱外都假设其中已经不含能吸收紫外线的气体。而紫外差分的方式，需要有两个独立的气室和测量系统，若参比气体采用标准气体，则测量结果中无法去除杂质气体的影响；若参比气体采用去除汞后的烟气，则存在无法完全去除汞，同时可能去除杂质气体，导致参比不准确的可能。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本公开利用原子吸收法和原子荧光法测量光路不同的特点，在同一气室内同时测量两个值，通过数值处理方式去除杂质气体的影响。

根据本公开的一方面，提出一种双光谱烟气汞分析装置，所述双光谱烟气汞分析装置包括：光源、气室、光探测器和控制模块，其中：

所述气室用于存放被测气体；

所述光源放置于所述气室的一侧，用于发出测量光波照射所述气室；

所述光探测器为两个或多个，放置于所述气室的不同侧，并与控制模块连接，用于检测透过气室的测量光波，并将检测数据发送给所述控制模块。