CN102998268A - 一种烟气汞在线监测仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种烟气汞在线监测仪器，属于环境监测技术领域。该仪器由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。本发明能连续在线监测烟气中汞的浓度，具有高精度、高灵敏度、高效率等特点，适用于各种烟气中汞的实时监测。

Description

一种烟气汞在线监测仪器

技术领域：

本发明涉及一种烟气汞在线监测仪器，具体涉及烟气汞在线监测仪器的方法和结构。

背景技术：

伴随着工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急剧增加，从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括：施用含汞农药和含汞污泥肥料；汞矿的开采、冶炼；含汞废水灌溉；城市垃圾、废物焚烧等等。人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据报道，汞被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。

因国内对烟气排放汞监测才开始，目前国内现有技术是利用富集材料(如活性炭)将烟气中的汞扑捉富集，再加热释放出来，由载气带入到汞分析仪进行检测并输出结果。方法耗时费力。中国专利201110457505.7“一种烟气汞排放监测系统和方法”，提供了一种用催化反应器将烟气中的氧化态汞催化还原为元素态汞，经冷凝，除湿，再测定其对紫外光线的吸收度，根据吸收度计算汞浓度的方法。但该方法采用双光路设计，结构复杂，容易引起光路漂移。

发明内容：

本发明的目的是设计一种烟气汞在线监测仪器，通过特殊的光路结构，能实现低成本、高精度、高灵敏度的在线烟气汞仪器监测。

本发明提出的一种烟气汞在线监测仪器，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。仪器检测采用冷原子吸收光谱法光度法。

如上所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出；

如上所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制；

如上所述的检测系统由汞灯、汞灯电源、左透镜、吸收管、右透镜和光电池组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上，透镜为平凸透镜，汞灯电源设置于汞灯后端，主要作用是给汞灯供电，吸收管置于左透镜和右透镜之间，光电池置于右透镜右边，光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件.汞灯光线穿过左透镜、吸收管和右透镜进入光电池。

如上所述的进样系统由烟气管道、切换阀、切换阀驱动器、净化塔、流量计、气泵和气泵驱动器组成，烟气通道位于切换阀的常开通道，净化塔连接在切换阀的常闭通道，切换阀驱动器用于驱动切换阀，流量计设置于气泵与吸收管之间，气泵位于流量计与吸收塔之间，气泵的进气口连接于吸收管上，气泵驱动器用于驱动气泵，切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。

如上所述的吸收塔内部填充了碘化活性炭颗粒，其入口端连接于气泵的出气口。

本发明具有以下特点：通过进样结构，能实现在线零气校准，减少零点漂移带来的系统误差；通过检测系统中的左右透镜，可以将汞灯发出的光很好地聚焦到吸收管中，可以极大提高检测的灵敏度；烟气中的汞经过检测系统后通过吸收塔，能有效地吸收汞，避免汞逃逸到环境中，减少对环境的污染；触摸屏显示系统采用ARM结构，具有能耗低、稳定性好等特点。适用于各种烟气中汞的实时监测。

附图说明：

图1是本发明的一种烟气汞在线监测仪器原理图

图中，1-触摸屏显示系统，2-吸收管，3-左透镜，4-汞灯，5-汞灯电源，6-烟气管道，7-切换阀，8-切换阀驱动器，9-净化塔，10-吸收塔，11-气泵驱动器，12-气泵，13-流量计，14-光电池，15-右透镜，16-CPU控制系统

具体实施方式：

如图1所示，本发明实施案例提供一种烟气汞在线监测仪器，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，所述的触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，所述的CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集等动作，所述的检测系统完成汞蒸气的吸收检测，所述的进样系统完成烟气和零气的切换进样，所述的吸收塔完成样气中汞的吸收。

本发明所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出；

本发明所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制；

本发明所述的检测系统由汞灯4、汞灯电源5、左透镜3、吸收管2、右透镜15和光电池14组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上，透镜为平凸透镜，汞灯电源5设置于汞灯4后端，主要作用是给汞灯4供电，吸收管2置于左透镜3和右透镜15之间，光电池14置于右透镜15右边，光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件.汞灯光线穿过左透镜3、吸收管2和右透镜15进入光电池14。

本发明所述的进样系统由烟气管道6、切换阀7、切换阀驱动器8、净化塔9、流量计13、气泵12和气泵驱动器11组成，烟气通道6位于切换阀7的常开通道，净化塔9连接在切换阀7的常闭通道，切换阀驱动器8用于驱动切换阀7，流量计13设置于气泵12与吸收管2之间，气泵12位于流量计与吸收塔之间，气泵的进气口连接于吸收管2上，气泵驱动器11用于驱动气泵12。切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。

本发明所述的吸收塔10内部填充了碘化活性炭颗粒，其入口端连接于气泵12的出气口。

本发明的一种烟气汞在线监测仪器监测流程为：在触摸屏显示系统发送测试命令给CPU控制系统，启动气泵，将烟气经过切换阀输送到吸收管中，利用烟气中的汞蒸气在254nm光下有强烈吸收的光学反应，通过光电池检测光信号的吸收强度E1，然后将切换阀切换到零气通道，汞尾气导入吸收塔将汞吸收，读取零气的吸收光度E0，与E1计算出吸光度，根据烟气中汞蒸气的浓度与吸光度成正比的关系，计算出烟气汞的浓度。

Claims (6)

1.一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，由触摸屏显示系统、CPU控制系统、检测系统、进样系统和吸收塔组成，触摸屏显示系统完成数据显示、数据计算以及和CPU控制系统进行通讯，CPU控制系统进行一系列进样、气泵和AD采集动作，检测系统完成汞蒸气的吸收检测，进样系统完成烟气和零气的切换进样，吸收塔完成样气中汞的吸收。

2.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的触摸屏显示系统由ARM 7寸触摸屏组成，完成CPU控制板控制和485信号输出。

3.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的CPU控制系统由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路和信号采集电路组成，实现仪器流程控制。

4.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的检测系统由汞灯、左透镜、吸收管、右透镜和光电池组成，左透镜、吸收管与右透镜位于一条中心线上，透镜为平凸透镜，光电池为254nm滤光片与光电检测管封装在一起的圆形器件。

5.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的进样系统由气泵、流量计和切换阀组成，气泵位于流量计与吸收塔之间，切换阀完成烟气与零气的切换，零气由空气通过净化塔产生。

6.根据权利要求1所述的一种烟气汞在线监测仪器，其特征在于，所述的吸收塔内部填充了碘化活性炭。