CN109569440B - 二价汞还原及二价汞标气发生一体装置及方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
二价汞在600℃以上可以分解为元素汞，当本发明的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置使用时，不开启臭氧发生装置，第二管路作为气体排出管路，高温加热装置温度设置为600℃以上，即可作为高温裂解装置，二价汞气体在高温下发生分解反应还原成元素汞。
元素汞能够被强氧化剂臭氧氧化成二价汞，为了保证元素汞氧化完全，臭氧需过量，因此得到的二价汞标气中会含有过量的臭氧，臭氧在温度超过100℃时，分解非常剧烈，200℃时迅速分解，达到270℃时，臭氧可立即转化为氧气，而二价汞的分解温度大于350℃，当低于此温度时，不会影响二价汞标气的发生，当本发明的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置使用时，开启臭氧发生装置，元素汞标气被制备的臭氧氧化为二价汞，高温加热装置温度设置为270℃左右，即可作为臭氧的分解装置，多余的臭氧在高温下发生分解反应，从而除去二价汞标气中的多余臭氧。
进一步地，所述气体流通管的所述第二端上设有混合管，所述混合管的直径大于所述气体流通管的直径。
当本发明的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置时，连接有混合管的一端为出口端，气流由气体流通管进入混合管时，管口口径变大，气流在混合管被迅速冷却，分散元素汞与氧气的凝聚，避免二价汞的重新形成。
当本发明的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置时，连接有混合管的一端为进口端，臭氧和元素汞标气在混合管内充分混合并发生氧化反应，将元素汞氧化为二价汞。
进一步地，所述气体流通管的第二端还连接有第三管路，所述第二管路和所述第三管路并联。
设置并联的第三管路作为气体通入管路或者气体流出管路，当二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置使用时，分解后的气体可以从第三管路排出，使臭氧发生装置不工作的时候气流不通过臭氧发生装置。
进一步地，所述气体流通管为螺旋管或蛇形管。
将气体流通管设计为螺旋管或蛇形管，气体在高温加热装置内的流动路径变长，停留时间也更长，受热面积也更大，从而使二价汞还原反应或臭氧分解反应更加充分。
进一步地，所述高温加热装置的壳体的内壁侧设置有加热管束，用于高温加热装置的加热升温。优选地，所述加热管束采用陶瓷加热管束，以使得高温加热装置内部均匀升温，避免骤然升温使气体流通管炸裂的现象发生。
进一步地，所述加热管束与所述气体流通管之间填充有耐火导热材料。耐火导热材料将加热管束的热量快速传递给气体流通管，使气体流通管温度上升至目标温度。
进一步地，所述高温加热装置内部设置有温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制装置电连接。
温度传感器实时测定高温加热装置内部的温度，然后将测得的数据反馈到温度控制装置，从而温度控制装置控制高温加热装置的加热或停止加热。
进一步地，所述温度传感器设置为三个，分别设置在气体流通管的进口端附近、气体流通管的中心区域和气体流通管的出口端附近，用于监测气体流通管不同位置处的温度，保证二价汞分解还原反应或是臭氧分解反应的顺利进行。
进一步地，所述气体流通管采用耐汞耐高温、不吸附汞的材料制成，优选地，所述气体流通管采用石英材料制成。石英材料不吸附汞，也不与汞反应，且能耐高温，选择石英材料制成气体流通管，不会被含汞气体腐蚀，经久耐用。
进一步地，所述高温加热装置的壳体内壁设置有隔热保温材料。隔热保温材料减少了高温加热装置的热量散失，能缩短加热至目标温度的时间，且能保证高温加热装置内部的温度稳定性，从而保证二价汞分解还原反应或是臭氧分解反应的顺利进行。
根据本发明的另一方面，还提供了一种二价汞还原的方法，其采用上述的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括以下步骤：
启动所述高温加热装置，通过所述温度控制装置控制所述高温加热装置内部加热升温至600～900℃，
当所述温度传感器检测到所述高温加热装置内部达到目标温度后，将含有二价汞的样气通入到所述第一管路中，所述样气经第一管路进入所述气体流通管中进行高温裂解，
充分分解后的样气随着气流进入所述气体流通管的第二端，然后由所述第二管路排出。
二价汞在600℃以上可以分解为元素汞，高温加热装置温度设置为600～900℃，即可作为高温裂解装置，样气中的二价汞在高温下发生分解反应还原成元素汞，不开启臭氧发生装置，第二管路作为气体排出管路。优选地，所述加热温度设置为800～900℃，在该温度下，二价汞的分解速度较快。本发明采用高温裂解的方法使二价汞还原为元素汞，相比于化学法，无需试剂损耗，维护简单，可以长时间运行。
进一步地，断开所述第二管路，连通所述第三管路，充分分解后的样气随着气流进入所述气体流通管的第二端，然后由所述第三管路排出。设置与第二管路并联的第三管路，作为分解后的气体的排出管路，使臭氧发生装置不工作的时候气流不通过臭氧发生装置。
进一步地，充分分解后的样气随着气流进入所述气体流通管的第二端，然后进入所述混合管中，再由所述混合管进入到排出管路。
气流由气体流通管进入混合管时，管口口径变大，气流在混合管被迅速冷却，分散元素汞与氧气的凝聚，避免二价汞的重新形成。
根据本发明的另一方面，还提供了一种二价汞还原的方法，其采用上述的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括以下步骤：
启动所述高温加热装置，通过所述温度控制装置控制所述高温加热装置内部加热升温至100～320℃，
当所述温度传感器检测到所述高温加热装置内部达到目标温度后，启动所述臭氧发生装置，将含有过量氧气的元素汞标气通入到所述第二管路中，所述含有过量氧气的元素汞标气经所述第二管路进入到所述臭氧发生装置中进行制臭氧反应及元素汞标气的氧化反应，得到含臭氧的二价汞标气；
所述含臭氧的二价汞标气随着气流进入到所述气体流通管中，所述臭氧在所述气体流通管中分解为氧气，从而除去所述臭氧；
除去臭氧的二价汞标气随着气流进入所述气体流通管的第一端，然后由所述第一管路排出。
元素汞能够被强氧化剂臭氧氧化为二价汞，为了保证元素汞的完全氧化，氧气要过量，因此得到的二价汞标气中会含有过量的臭氧，臭氧在温度超过100℃时，分解非常剧烈，200℃时迅速分解，达到270℃时，臭氧可立即转化为氧气，而二价汞的分解温度大于350℃，当低于此温度时，二价汞不会反应，氧气在臭氧发生装置中制备成臭氧，元素汞被臭氧氧化为二价汞得到二价汞标气，高温加热装置的温度设置为100～320℃，多余的臭氧在高温下发生分解反应，从而除去二价汞标气中的多余臭氧，优选地，高温加热装置的温度设置为270～320℃，在该温度下，臭氧分解速率较快。相比于现有技术中采用二价汞盐溶液挥发产生二价汞蒸气的方法，避免了更换溶液对操作人员产生的危害以及溶液本身挥发存在偏差的问题。
根据本发明的另一方面，还提供了一种二价汞标气发生的方法，其采用上述的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括以下步骤：
启动所述高温加热装置，通过所述温度控制装置控制所述高温加热装置内部加热升温至270～320℃，
当所述温度传感器检测到所述高温加热装置内部达到目标温度后，连通所述第二管路，启动所述臭氧发生装置，将纯净空气通入到所述第二管路中，所述纯净空气经所述第二管路进入到所述臭氧发生装置中进行制臭氧反应，得到臭氧，
连通所述第三管路，将元素汞标气通入到所述第三管路中，所述臭氧和所述元素汞标气进入到所述混合管中进行混合反应，所述臭氧将元素汞氧化得到含臭氧的二价汞标气；
所述含臭氧的二价汞标气随着气流进入到所述气体流通管中，所述臭氧在所述气体流通管中分解为氧气，从而除去所述臭氧；
除去臭氧的二价汞标气随着气流进入所述气体流通管的第一端，然后由所述第一管路排出。
纯净空气先在臭氧发生装置中制备成臭氧，然后将元素汞标气与臭氧混合，臭氧要过量，以保证元素汞被氧化完全，元素汞被臭氧氧化为二价汞得到二价汞标气，高温加热装置的温度设置为100～320℃，多余的臭氧在高温下发生分解反应，从而除去二价汞标气中的臭氧。优选地，高温加热装置的温度设置为270～320℃，在该温度下，臭氧分解速率较快。
本发明具有以下有益效果：
本发明的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、臭氧发生装置，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，如不开启臭氧发生装置，第一管路通入二价汞气体，高温加热装置设置为600℃以上作为二价汞的高温裂解装置，还原后的气体由第二管路排出，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，第二管路通入含氧气的元素汞标气，高温加热装置设置为100～320℃作为臭氧的分解装置，第一管路作为气体的排出管路，即为二价汞标气发生装置，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，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，减少了设备占用空间。
本发明采用高温裂解的方法使二价汞还原为元素汞，相比于化学法，无需试剂损耗，维护简单，可以长时间运行。本发明采用臭氧发生装置将氧气或空气制成臭氧作为氧化剂氧化元素汞得到二价汞标气，相比于现有技术中采用二价汞盐溶液挥发产生二价汞蒸气的方法，避免了更换溶液对操作人员产生的危害以及溶液本身挥发存在偏差的问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置进行二价汞还原反应的结构示意图。
图3是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置进行二价汞还原反应的另一结构示意图。
图4是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置进行二价汞标气发生反应的结构示意图。
图5是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置进行二价汞标气发生反应的另一结构示意图。
图例说明：
1、高温加热装置；2、混合管；3、第一管路；4、第一阀门；5、第二管路；6、第二阀门；7、臭氧发生装置；8、第三管路；9、第三阀门；10、气体流通管；11、温度控制装置；12、温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置的结构示意图。
如图1所示，本实施例的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1、温度控制装置11、臭氧发生装置7；高温加热装置1内设置有气体流通管10，气体流通管10的两端分别伸出高温加热装置1的壳体，其中气体流通管10的第一端连接有第一管路3，第二端连接有第二管路5，第一管路3上设有第一阀门4，第二管路5上设有第二阀门6；臭氧发生装置7设置在第二管路5上；温度控制装置11连接高温加热装置1，用于控制高温加热装置1内部的加热温度。
本实施例中，气体流通管10的第二端还连接有第三管路8，第二管路5和第三管路8并联，第三管路8上设有第三阀门。设置并联的第三管路作为气体通入管路或者气体流出管路，当二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置使用时，分解后的气体可以从第三管路排出，使臭氧发生装置不工作的时候气流不通过臭氧发生装置。
本实施例中，气体流通管10的第二端上设有混合管2，混合管2的直径大于气体流通管10的直径。气体流通管10为蛇形管，蛇形管延长了气体在高温加热装置1内部的流通路径，增加了气体在高温加热装置1内部的停留时间和受热面积，在其他实施例中，气体流通管10也可以为螺旋管。高温加热装置1的壳体的内壁侧设置有加热管束(图中未示出)，用于高温加热装置的加热升温。加热管束与气体流通管之间填充有耐火导热材料(图中未示出)。耐火导热材料将加热管束的热量快速传递给气体流通管，使气体流通管温度上升至目标温度，在其他实施例中，也可以不填充耐火导热材料。高温加热装置1内部还设置有温度传感器12，温度传感器12与温度控制装置11电连接。气体流通管10采用石英材料制成，在其他实施例中，气体流通管10也可以采用其他耐汞耐高温、不吸附汞的材料制成。高温加热装置1的壳体内壁设置有隔热保温材料，在其他实施例中，也可以不设置隔热保温材料。
本实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，采用阀门控制管路的连通和断开，在第一管路、第二管路、第三管路分别设置阀门，通过并联管路上的阀门的开闭，可选择不同的流通管路，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，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，减少了设备占用空间。
图2是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置的结构示意图。
如图2所示，采用本实施例的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，包括以下步骤：
打开第一阀门4和第二阀门6，关闭第三阀门9，不开启臭氧发生装置，
启动高温加热装置1，通过温度控制装置11控制高温加热装置1内部加热升温至600～900℃，
当温度传感器12检测到高温加热装置1内部达到目标温度后，将含有二价汞的样气通入到第一管路3中，样气经第一管路3进入气体流通管10中进行高温裂解，
充分分解后的样气随着气流进入气体流通管10的第二端，然后进入混合管2中，再由混合管2进入到第二管路5排出。
经第二管路排出的气体含有元素汞，可取样去进行汞的浓度检测。
图3是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置的另一结构示意图。
如图3所示，采用本实施例的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，包括以下步骤：
打开第一阀门4和第三阀门9，关闭第二阀门6，
启动高温加热装置1，通过温度控制装置11控制高温加热装置1内部加热升温至600～900℃，
当温度传感器12检测到高温加热装置1内部达到目标温度后，将含有二价汞的样气通入到第一管路3中，样气经第一管路3进入气体流通管10中进行高温裂解，
充分分解后的样气随着气流进入气体流通管10的第二端，然后进入混合管2中，再由混合管2进入到第三管路8排出。
经第三管路排出的气体含有元素汞，可取样去进行汞的浓度检测。
图4是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置使用的结构示意图。
如图4所示，采用本实施例的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，包括以下步骤：
打开第一阀门4和第二阀门6，关闭第三阀门9(第三管路关闭)，
启动高温加热装置1，通过温度控制装置11控制高温加热装置1内部加热升温至100～320℃，
当温度传感器12检测到高温加热装置1内部达到目标温度后，启动臭氧发生装置7，将含过量氧气的元素汞标气通入到第二管路5中，含过量氧气的元素汞标气经第二管路5进入到臭氧发生装置7中进行制臭氧反应及元素汞标气的氧化反应，得到含臭氧的二价汞标气；
含臭氧的二价汞标气随着气流进入到气体流通管10中，臭氧在气体流通管10中分解为氧气，从而除去臭氧；
除去臭氧的二价汞标气随着气流进入气体流通管10的第一端，然后由第一管路3排出。
图5是本发明优选实施例的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置使用的另一结构示意图。
如图5所示，采用本实施例的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，包括以下步骤：
启动高温加热装置1，通过温度控制装置11控制高温加热装置1内部加热升温至100～320℃，
当温度传感器12检测到高温加热装置1内部达到目标温度后，打开第二阀门6，启动臭氧发生装置7，将已知流量的纯净空气通入到第二管路5中，空气经第三管路8进入到臭氧发生装置7中进行制臭氧反应，得到臭氧，
打开第三阀门9，将元素汞标气通入到第三管路8中，臭氧和元素汞标气进入到混合管2中进行混合反应，得到含臭氧的二价汞标气；
含臭氧的二价汞标气随着气流进入到气体流通管10中，臭氧在气体流通管10中分解为氧气，从而除去臭氧；
除去臭氧的二价汞标气随着气流进入气体流通管10的第一端，然后由第一管路3排出。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，其特征在于，
包括高温加热装置（1）、温度控制装置（11）和臭氧发生装置（7）；
所述高温加热装置（1）内设置有气体流通管（10），所述气体流通管（10）的两端分别伸出所述高温加热装置（1）的壳体，其中所述气体流通管（10）的第一端连接有第一管路（3），所述气体流通管（10）的第二端连接有第二管路（5），
所述臭氧发生装置（7）设置在所述第二管路（5）上；
所述温度控制装置（11）连接所述高温加热装置（1），用于控制所述高温加热装置（1）内部的加热温度；
二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞的还原装置，高温加热装置（1）设置为600℃以上作为二价汞的高温裂解装置；二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置，高温加热装置（1）设置为100~320℃作为臭氧的分解装置；
第一管路（3）上设有第一阀门（4），第二管路（5）上设有第二阀门（6）；气体流通管（10）的第二端还连接有第三管路（8），第二管路（5）和第三管路（8）并联，第三管路（8）上设有第三阀门（9），设置并联的第三管路（8）作为气体通入管路或者气体流出管路，当二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置使用时，分解后的气体从第三管路（8）排出，使臭氧发生装置（7）不工作的时候气流不通过臭氧发生装置（7），
所述气体流通管（10）的所述第二端上设有混合管（2），所述混合管（2）的直径大于所述气体流通管（10）的直径，
二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞还原装置时，连接有混合管（2）的一端为出口端，气流由气体流通管（10）进入混合管（2）时，管口口径变大，气流在混合管（2）被迅速冷却，分散元素汞与氧气的凝聚，避免二价汞的重新形成；二价汞还原及二价汞标气发生一体装置作为二价汞标气发生装置时，连接有混合管（2）的一端为进口端，臭氧和元素汞标气在混合管（2）内充分混合并发生氧化反应，将元素汞氧化为二价汞，
所述高温加热装置（1）内部设置有温度传感器（12），所述温度传感器（12）与所述温度控制装置（11）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，其特征在于，
所述气体流通管（10）为螺旋管或蛇形管。
3.一种二价汞还原的方法，其特征在于，
采用权利要求1至2任一项所述的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括以下步骤：
启动所述高温加热装置（1），不开启所述臭氧发生装置（7），通过所述温度控制装置（11）控制所述高温加热装置（1）内部加热升温至600~900℃，
当所述温度传感器（12）检测到所述高温加热装置（1）内部达到目标温度后，将含有二价汞的样气通入到所述第一管路（3）中， 所述样气经第一管路（3）进入所述气体流通管（10）中进行高温裂解，
充分分解后的样气随着气流进入所述气体流通管（10）的第二端，然后经所述混合管（2）再由所述第三管路（8）排出。
4.一种二价汞标气发生的方法，其特征在于，
采用权利要求1所述的二价汞还原及二价汞标气发生一体装置，包括以下步骤：
启动所述高温加热装置（1），通过所述温度控制装置（11）控制所述高温加热装置（1）内部加热升温至100~320℃，
当所述温度传感器（12）检测到所述高温加热装置（1）内部达到目标温度后，连通所述第二管路（5），启动所述臭氧发生装置（7），将纯净空气通入到所述第二管路（5）中，所述空气经所述第二管路（5）进入到所述臭氧发生装置（7）中进行制臭氧反应，得到臭氧，
连通所述第三管路（8），将元素汞标气通入到所述第三管路（8）中，所述臭氧和所述元素汞标气进入到所述混合管（2）中进行混合反应，得到含臭氧的二价汞标气；
所述含臭氧的二价汞标气随着气流进入到所述气体流通管（10）中，所述臭氧在所述气体流通管（10）中分解为氧气，从而除去所述臭氧；
除去臭氧的二价汞标气随着气流进入所述气体流通管（10）的第一端，然后由所述第一管路（3）排出。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005077355A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Kyoto Electron Mfg Co Ltd | 水銀濃度測定装置、及び水銀濃度測定方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077355A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Kyoto Electron Mfg Co Ltd | 水銀濃度測定装置、及び水銀濃度測定方法 |
| CN103272464A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-04 | 北京赛科康仑环保科技有限公司 | 一种臭氧尾气的处理方法及装置 |
| CN204330468U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 力合科技（湖南）股份有限公司 | 一种转化装置 |
| CN205473937U (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-17 | 中国华电集团科学技术研究总院有限公司 | 一种基于饱和原理产生汞与二价汞标准气的装置 |
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