[发明专利]用于连续原位监测单质汞蒸气的装置及其使用方法

摘要

本发明涉及一种用于连续监测气流的装置和方法，包括一个光学传感器，该光学传感器通过计算在253.7nm+/-0.05nm波长范围处的紫外光的吸收来监控和/或测量烟气中的汞(Hg)含量。因此，本装置提供了，例如，一个窄谱的紫外光源，一个汞灯。宽谱的紫外光源包括紫外发光二极管(UV LED)。提供一个2×2的耦合器以将传播通过气流的窄谱紫外光能和宽谱紫外光能混合。本发明认识到在254nm+/-1.5nm波长范围处的辐射吸收的测量不仅能够获得烟气中汞的含量，也能获得烟气中SO2的含量。为了补偿二氧化硫，测量在253.7nm+/-0.05nm波长范围的窄谱辐射能量的能量吸收以及波长在254nm+/-20nm的相对宽谱的范围处的紫外光的能量吸收，识别出在排放的烟气中的二氧化硫倾向于吸收较宽的紫外区的紫外光。计算较宽范围的紫外光的吸收来提供一个校正因子，该校正因子被用于校正对窄的辐射能量范围的能量吸收值，为由于汞的存在而导致的吸收提供更加精确的测量。

主权项

一种用于原位监测烟气流中的单质汞蒸汽的装置，包括：辐射能量源，所述辐射能量源包括：用于输出第一光能的第一光源，所述第一光能具有选在253.7nm+/‑1nm的波长，用于输出第二光能的第二光源，所述第二光能具有选在254nm+/‑20nm的波长，光投射透镜，所述光投射透镜被光学耦合到所述辐射能量源，并被设置在相对于所述烟气流的第一位置，聚光透镜组件，所述聚光透镜组件被放置在与所述第一位置相间隔的、相对于所述烟气流的第二位置，光纤连接器组件，所述光纤连接器组件将所述辐射能量源与所述光投射透镜光学连接，所述光纤连接器组件包括：光耦合到所述第一光源的第一上行光纤，光耦合到所述第二光源的第二上行光纤，以及光耦合器，所述光耦合器与所述光投射透镜以及所述第一上行光纤和所述第二上行光纤光学连通，所述光耦合器用于将来自于所述第一上行光纤和所述第二上行光纤的输入紫外光能进行混合而成为混合光能，所述光投射透镜用于发射至少一部分的所述混合光能，作为混合的紫外光束穿过至少部分的所述烟气流，探测器组件，所述的探测器组件用于测量由所述光投射透镜发射的参考紫外光，所述探测器组件包括至少一个分光计，所述分光计用于测量由所述聚光透镜组件接收的光强度和/或波长。