CN105588738A - 一种便携式烟气汞取样装置 - Google Patents

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    • G01N2001/2244—Exhaled gas, e.g. alcohol detecting

Abstract

本发明公开了一种便携式烟气汞取样装置，包括壳体、温控器、加热壳体、保温材料、加热棒、热电偶和催化剂，其中，壳体包括隔开的第一腔体和第二腔体，第一腔体中放置有温控器，第二腔体中内置有保温材料，保温材料中空形成第三腔体，第三腔体中内置有加热壳体，加热壳体的腔体中内置有催化剂，加热壳体上设置有进气口和出气口，进气口和出气口均穿透壳体，加热棒和热电偶均设置在加热壳体的壳壁上且均接入温控器。采样烟气从进气口进入催化剂中并从出气口流出，温控器用来控制加热棒的加热并随时通过热电偶采集温度信号对加热棒进行控制。本发明提供的便携式烟气汞取样装置缩小了体积，提高了便携性。

Description

一种便携式烟气汞取样装置
技术领域
本发明涉及分析仪技术领域，尤其涉及一种便携式烟气汞取样装置。
背景技术
汞在环境中是一种痕量重金属污染物，它进入生物体后很难被排出，并会在生物体的作用下转化为甲基汞，产生极强的生物毒性，同时由于生物体内汞的累积作用，汞会沿食物链逐渐向高端富集，最终影响人类的健康。排放到水体中的汞严重污染当地环境，而排放到大气中的元素汞(Hg0)可在区域和全球范围内随着大气环流长距离传输，并沉降到一些远离污染源的地区，导致生物体内汞或甲基汞含量增加，造成不可估量的健康和经济损失。汞已经成为温室气体和持久性有机物后又一引人关注的全球性化学污染物，汞污染和控制问题成为目前全球环境问题的新热点和前沿研究领域。
2002年，联合国环境规划署(UNEP)专门对全球汞污染状况进行了评估，指出“人为活动的汞排放已经明显改变了全球汞的自然循环，对人类健康和生态系统构成了严重威胁”。目前，UNEP已经将汞作为一种全球性污染物，正式纳入环境外交。在2009年2月召开的UNEP第25届理事会会议上，与会各方就制定具有法律约束力的汞污染国际条约达成共识。2010年6月，政府间谈判委员会启动了全球汞公约谈判，拟于2013年初完成公约制定。
我国是目前全球汞使用量和排放量最大的国家。UNEP的研究报告显示，2005年中国的大气汞排放达到890吨，约占世界人为源汞排放的40％。如此大量的汞排放给我国乃至全球造成的人体健康和生态影响是不可预知的，也给我国环境外交带来了新的挑战。燃煤是我国大气汞排放的最重要来源，及时开展燃煤电厂大气汞排放控制对缓解国际汞减排压力和改善国内大气环境都至关重要。
目前，比较流行的烟气汞监测方法是汞的连续在线监测方法，即汞的CEMS(英文全称为ContinuousEmissionMonitoringSystem，中文名称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”)。汞的CEMS由烟气取样系统、烟气加热与传输系统、汞形态转化系统和汞检测与标定系统4部分组成。该法能够直接测定目标污染物(测量总汞含量)，提供及时的在线结果，跟踪汞在烟道内的变化，可用于系统优化处理，以达到即时反馈汞的控制信息，以便控制汞的排放。
目前的汞CEMS系统中，会自带汞催化反应装置，烟气中的离子态汞通过该装置时，在催化剂和高温的作用下，转化为单质汞，然后通入分析仪进行分析。但是，该催化反应装置体积较大，只能固定安装于汞CEMS机柜中，不利于便携设备的采用。而且体积较大，不适合于便携式设备采用，同时隔热层厚度太厚，比较难安装，温控系统与加热系统不在一个装置内，不便于操作，并且需要大量的催化剂材料。
因此，如何提供一种便携式烟气汞取样装置，以方便携带且能够快速采样和分析，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种便携式烟气汞取样装置，以方便携带且能够快速采样和分析。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种便携式烟气汞取样装置，包括壳体、温控器、加热壳体、保温材料、加热棒、热电偶和催化剂，其中，所述壳体包括隔开的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体中放置有所述温控器，所述第二腔体中内置有所述保温材料，所述保温材料中空形成第三腔体，所述第三腔体中内置有加热壳体，所述加热壳体的腔体中内置有所述催化剂，所述加热壳体上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均穿透所述壳体，所述加热棒和所述热电偶均设置在所述加热壳体的壳壁上且均接入所述温控器。
优选的，上述进气口的横截面积和所述出气口的横截面积均小于所述加热壳体的腔体的横截面积。
优选的，上述壳体为矩形，所述第一腔体设置在所述第二腔体的上方。
优选的，上述加热棒和所述热电偶均设置在所述加热壳体的腔体的下方。
优选的，上述加热棒和所述热电偶对正设置。
优选的，上述壳体的上表面设置有把手。
优选的，上述把手为可折叠式把手。
本发明提供的便携式烟气汞取样装置，包括壳体、温控器、加热壳体、保温材料、加热棒、热电偶和催化剂，其中，所述壳体包括隔开的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体中放置有所述温控器，所述第二腔体中内置有所述保温材料，所述保温材料中空形成第三腔体，所述第三腔体中内置有加热壳体，所述加热壳体的腔体中内置有所述催化剂，所述加热壳体上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均穿透所述壳体，所述加热棒和所述热电偶均设置在所述加热壳体的壳壁上且均接入所述温控器。采样烟气从进气口进入催化剂中并从出气口流出，温控器用来控制加热棒的加热并随时通过热电偶采集温度信号对加热棒进行控制。
本发明提供的便携式烟气汞取样装置通过将催化反应装置(即内置有催化剂的加热壳体)与CEMS系统分离，成为一个单独的装置，该装置通过一种高性能隔热材料(即保温材料)将加热壳体内部的腔体与设置有温控器的第一腔体隔开，从而可以将温控器与加热壳体内部的腔体安装在同一个壳体中，缩小了体积，提高了便携性，为便携式汞系统提供一种小巧、实用的采样装置。并且，部分保温材料介于加热壳体和壳体之间，目的是保温和隔热，即保持加热壳体的温度，并且部分保温材料位于第一腔体和第二腔体之间，这样同时防止热量传递到第一腔体，避免温度过高将温控器烧坏，在便携式烟气汞分析系统中，该取样装置单独作为一个设备，既满足了离子汞催化反应的需求，又实现了系统的模块化，大大提高了现场采样的便捷性。而且，由于采用便携式，相比在线CEMS系统而言，需要的催化剂材料远远减少，因此大大节约了催化剂材料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的便携式烟气汞取样装置的结构示意图。
上图1中：
温控器1、第一腔体2、保温材料3、催化剂4、加热棒5、加热壳体6、进气口7、出气口8、热电偶9。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的便携式烟气汞取样装置的结构示意图。
本发明实施例提供的便携式烟气汞取样装置，包括壳体、温控器1、加热壳体6、保温材料3、加热棒5、热电偶9和催化剂4，其中，壳体包括隔开的第一腔体2和第二腔体，第一腔体2中放置有温控器1，第二腔体中内置有保温材料4，保温材料4中空形成第三腔体，第三腔体中内置有加热壳体6，加热壳体6的腔体中内置有催化剂4，加热壳体6上设置有进气口7和出气口8，进气口7和出气口8均穿透壳体，加热棒5和热电偶9均设置在加热壳体6的壳壁上且均接入温控器1。采样烟气从进气口7进入催化剂4中并从出气口8流出，温控器1用来控制加热棒5的加热并随时通过热电偶9采集温度信号对加热棒5进行控制。
本发明实施例提供的便携式烟气汞取样装置通过将催化反应装置(即内置有催化剂4的加热壳体6)与CEMS系统分离，成为一个单独的装置，该装置通过一种高性能隔热材料(即保温材料)将加热壳体6内部的腔体与设置有温控器1的第一腔体2隔开，从而可以将温控器1与加热壳体6内部的腔体安装在同一个壳体中，缩小了体积，提高了便携性，为便携式烟气汞系统提供一种小巧、实用的采样装置。并且，部分保温材料介于加热壳体6和壳体之间，目的是保温和隔热，即保持加热壳体6的温度，并且部分保温材料位于第一腔体2和第二腔体之间，这样同时防止热量传递到第一腔体2，避免温度过高将温控器1烧坏，在便携式烟气汞分析系统中，该取样装置单独作为一个设备，既满足了离子汞催化反应的需求，又实现了系统的模块化，大大提高了现场采样的便捷性。而且，由于采用便携式，相比在线CEMS系统而言，需要的催化剂材料远远减少，因此大大节约了催化剂材料。
为了进一步优化上述方案，进气口7的横截面积和出气口8的横截面积均小于加热壳体6的腔体的横截面积，使用效果更好，并且，壳体可以为矩形，第一腔体2设置在第二腔体的上方，也就是温控器1设置在上方，而加热棒5以及加热壳体6等涉及加热和催化的部分设置在下方，安全性能更好同时，可以将加热棒5和热电偶9均设置在加热壳体6的腔体的下方，加热效果更好，安全性也更好，还可以将加热棒5和热电偶9对正设置，两者占用一条直线，有利于降低体积，更加小巧。
为了进一步优化上述方案，壳体的上表面设置有把手，方便携带，同时，把手可以为可折叠式把手，占用空间更小。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种便携式烟气汞取样装置，其特征在于，包括壳体、温控器、加热壳体、保温材料、加热棒、热电偶和催化剂，其中，
所述壳体包括隔开的第一腔体和第二腔体，
所述第一腔体中放置有所述温控器，
所述第二腔体中内置有所述保温材料，所述保温材料中空形成第三腔体，所述第三腔体中内置有加热壳体，所述加热壳体的腔体中内置有所述催化剂，所述加热壳体上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均穿透所述壳体，
所述加热棒和所述热电偶均设置在所述加热壳体的壳壁上且均接入所述温控器。
2.根据权利要求1所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述进气口的横截面积和所述出气口的横截面积均小于所述加热壳体的腔体的横截面积。
3.根据权利要求1所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述壳体为矩形，所述第一腔体设置在所述第二腔体的上方。
4.根据权利要求1所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述加热棒和所述热电偶均设置在所述加热壳体的腔体的下方。
5.根据权利要求4所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述加热棒和所述热电偶对正设置。
6.根据权利要求1所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述壳体的上表面设置有把手。
7.根据权利要求1所述的便携式烟气汞取样装置，其特征在于，所述把手为可折叠式把手。
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