[发明专利]二价汞还原及二价汞标气发生一体装置及方法

说明书

本发明公开了一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括高温加热装置、温度控制装置和臭氧发生装置；所述高温加热装置内设置有气体流通管，所述气体流通管的两端分别伸出所述高温加热装置的壳体，其中所述气体流通管的第一端连接有第一管路，第二端连接有第二管路；所述臭氧发生装置设置在所述第二管路上；所述温度控制装置连接所述高温加热装置，用于控制所述高温加热装置内部的加热温度。本发明的装置既可以作为二价汞还原装置使用，也可以作为二价汞标气发生装置使用，实现了二价汞还原装置与二价汞标气发生装置的一体化，减少了设备投资和设备占地。

技术领域

本发明涉及气体中汞形态的转化和汞浓度在线测量技术领域，特别地，涉及一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，此外，本发明还涉及一种采用上述二价汞还原及二价汞标气发生一体装置进行二价汞还原的方法和采用上述二价汞还原及二价汞标气发生一体装置进行二价汞标气发生的方法。

背景技术

汞及其化合物由于具有高挥发性、生物累积性和很强的神经毒害性等特性，日益受到全世界范围内的关注。燃煤电厂是主要的人为汞排放源之一，占人为排放的三分之一，且经过处理后排出的汞，主要以汞蒸气的形式存在于大气中，经过长时间的累积，汞会因生物富集性进入食物链中，引起汞中毒。正是由于汞的剧毒性，所以能有效方便监测汞的浓度具有非常重要的意义。

目前汞的监测方法多以光学为基础，以汞原子为监测物质来实时在线监测，但燃煤烟气中汞的存在有三种形式：气态元素汞、气态二价汞和固态颗粒汞，固态颗粒汞容易被除尘器捕获，因此，烟气排放气中固态颗粒汞含量一般较少。常规的监测方法(如冷原子吸收法)无法直接监测二价汞的浓度，故需要将二价汞全部转化为元素汞，以提高监测的准确性。通常的二价汞转化为元素汞的方法是利用还原剂将二价汞还原成元素汞，但还原剂的性能会因时间的递延而下降，故需要定期检查更换，步骤繁琐，维护量大。另一种处理办法是利用二价汞在高温时会还原为零元素汞的特性进行处理，这种方法不需要频繁更换还原剂，维护简单，可满足长时间的运行。

为使气体汞监测结果准确，需要采用元素汞标气与二价汞标气对检测仪器进行标定和校准，二价汞标气无法直接获得，现有技术中二价汞标气发生通常有以下两种方法产生，1、采用氯化汞溶液作为汞源，通过加热氯化汞溶液使其挥发形成二价汞蒸汽，2、采用元素汞标气通过反应实时配制，第1种方法采用氯化汞溶液作为二价汞蒸气产生源，一方面溶液更换会对操作人员产生危害，另一方面氯化汞溶液本身挥发存在偏差，第2种方法需要采用合适的氧化剂。

目前，二价汞还原反应和二价汞标气发生反应需要在不同的设备中进行，导致设备众多，设备投资大，且占用大量空间。

发明内容

本发明提供了一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，以解决二价汞还原反应和二价汞标气发生反应需要在不同的设备中进行，导致设备众多、设备投资大、占用大量空间的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括高温加热装置、温度控制装置和臭氧发生装置；所述高温加热装置内设置有气体流通管，所述气体流通管的两端分别伸出所述高温加热装置的壳体，其中所述气体流通管的第一端连接有第一管路，第二端连接有第二管路；所述臭氧发生装置设置在所述第二管路上；所述温度控制装置连接所述高温加热装置，用于控制所述高温加热装置内部的加热温度。

本发明的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，高温加热装置内设置为不同的加热温度，则可以在高温加热装置内进行不同的反应，从而本发明的装置既可以作为二价汞还原装置使用，也可以作为二价汞标气发生装置使用，例如：不开启臭氧发生装置，高温加热装置作为二价汞的高温裂解装置，即为二价汞的还原装置；开启臭氧发生装置制备臭氧作为元素汞的氧化剂，高温加热装置作为臭氧的分解装置，即为二价汞标气发生装置，本发明采用一个装置实现了二价汞还原装置与二价汞标气发生装置的一体化，减少了企业或实验室的设备投资，减少了设备占地。