CN205003004U - 一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，包括装有二价汞标准液的第一容器、装有还原液的第二容器、第一蠕动泵、第二蠕动泵、二价汞转换反应器、气水分离器和控制电路，第一、第二容器分别经第一、第二蠕动泵和二价汞转换反应器相连，二价汞转换反应器经气水分离器和需标定的汞测量仪相连。第一蠕动泵从第一容器中抽取二价汞标准液注入到二价汞转换反应器中，第二蠕动泵从第二容器中抽取还原液注入到二价汞转换反应器中，还原成的零价汞气体经气水分离器除去水蒸汽输送给需标定的汞测量仪进行汞浓度测定，比对后对需标定的汞测量仪进行标定。本实用新型结构简单，所用器件、化学试剂少，降低成本，减少环境污染，准确性及可靠性高。

Description

一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤电厂烟气汞的测量，尤其涉及一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置。

背景技术

汞，尤其是甲基汞具有极大的毒性，对人和动物造成极大的危害，对神经系统造成不可逆的损害。零价汞在大气中的停留时间长达0.5～2年，可以在大气中远距离迁移，造成全球性的汞污染。

煤炭是我国的主要能源，燃煤的年耗量巨大。燃煤电站烟气汞排出的形态，主要以气相二价汞的形式以及气相零价汞的形式排出。各形态的汞有其独特的物理化学性质，因此，它们的排放、传播、沉积特性及捕捉方法是不同的。

燃煤电站烟气汞排放在线自动测试系统可以随时了解燃煤电站汞排放情况，为探索燃煤烟气汞控制技术以及制定法规限制汞污染排放提供可靠的资料，减小汞污染，减少对人类健康和地球生态环境造成的影响。

分析汞时必须要有准确含量的汞标准作比照，国外现有经典的二价汞标准气体制造方法的流程是：稀释气体通过干燥剂变色硅胶，又通过吸附其他干扰气体的活性炭及分子筛，产生的纯净稀释气体，通过流量调节阀及流量计，分别供给汞气体发生瓶及气体混合室，汞气体发生瓶内装有渗透管，金属汞装在多孔的渗透管内，零价汞蒸气沿着渗透管的空隙扩散到汞气体发生瓶内，由流量调节阀及流量计控制的一定流量的纯净气体，将气体发生瓶内含饱和零价汞的气体送往气体混合室，由流量调节阀及流量计控制一定流量的稀释气体与汞气体发生瓶产生的饱和汞蒸气在气体混合室混合产生一定浓度的零价汞蒸气。装有渗透管的汞气体发生瓶放置在恒温水浴箱内，水浴箱内有搅拌器对恒温水浴箱内的水溶液进行搅拌，使得恒温水浴箱内的水温保持一致。气体混合室产生的已知浓度的零价汞蒸气与压缩氯气通过流量调节阀及流量计控制的一定流量的氯气在化学反应器里反应生成二价的氯化汞，产生的二价氯化汞与压缩氮气钢瓶通过流量调节阀及流量计控制一定流量高纯氮气，在气体混合室混合配制成一定浓度的二价汞标准气，二价汞标准气通过流量调节阀及流量计控制一定流量，送往二价汞转换器，二价汞转换器将其转换成零价汞以后，送往测汞仪器测定。气体混合室里过量的二价汞气体被排入大气。

上述国外现有经典的二价汞标准气体制造方法存在以下主要不足：1)成本较高，两个压缩氯气和压缩氮气钢瓶，每天消耗大量高纯氯气和氮气；2)使用大量有毒、有害、强腐蚀性的化学气体，污染环境；3)系统结构复杂，发生泄漏、故障的器件较多，可靠性低；4)制造过程经过多次稀释混合，误差较大，计量不够准确。

发明内容

本实用新型主要解决原有标定系统结构复杂、成本较高、污染环境、误差较大和可靠性较低的技术问题；提供一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其结构简单，成本低，只需使用少量的化学试剂，大大降低对环境的污染，而且简化过程，精度高，提高标定的准确性及可靠性。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括第一容器、第二容器、第一蠕动泵、第二蠕动泵、二价汞转换反应器、气水分离器和控制电路，第一容器内装有二价汞标准液，第二容器内装有还原液，第一容器经第一蠕动泵和所述的二价汞转换反应器相连，第二容器经第二蠕动泵和所述的二价汞转换反应器相连，二价汞转换反应器再通过管路和所述的气水分离器相连，气水分离器再通过管路和需标定的汞测量仪相连，所述的第一蠕动泵、第二蠕动泵分别和所述的控制电路电连接。控制电路一般由单片机及继电器构成，单片机控制继电器的驱动，再由继电器控制各蠕动泵的启停。标定时，第一蠕动泵从第一容器中准确抽取一定量的二价汞标准液注入到二价汞转换反应器中，第二蠕动泵将装在第二容器中的还原液注入到二价汞转换反应器，在二价汞转换反应器中，还原液将二价汞标准液还原成零价汞蒸汽气体送给气水分离器，气水分离器除去气体中的水蒸汽，除去了水蒸汽的零价汞气体输送给需标定的汞测量仪进行汞浓度测定，将获得的测定值和二价汞标准液的已知汞浓度进行比对，然后对需标定的汞测量仪进行标定。其中，二价汞标准液由万分之一分析天平等实验室精密仪器准确配制，保证了汞标准液的精度，还原液采用还原能力很强的硼氢化钾溶液，故所用化学试剂极少。标定好的汞测量仪可以进行燃煤电厂烟气汞的在线自动监测，提高燃煤电厂烟气汞测量的精确性。本实用新型结构简单，成本低，只需使用少量的化学试剂，大大降低对环境的污染，而且简化过程，精度高，提高标定的准确性及可靠性。

作为优选，所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置包括废液容器和第五蠕动泵，所述的气水分离器经第五蠕动泵和废液容器相连，第五蠕动泵和所述的控制电路电连接。气水分离器除去混在零价汞蒸汽气体中的水蒸汽，分离出零价汞气体并输送给需标定的汞测量仪，控制电路启动第五蠕动泵，将留存下来的水排入废液容器。

作为优选，所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置包括第三容器、第三蠕动泵和第四蠕动泵，第三容器中装有清洗液，第三容器经第三蠕动泵和所述的二价汞转换反应器相连，二价汞转换反应器再经第四蠕动泵和所述的废液容器相连，第三蠕动泵、第四蠕动泵分别和所述的控制电路电连接。标定完成后，进行清洗操作。控制电路先启动第四蠕动泵，将二价汞转换反应器中留存的溶液排入废液容器，接着控制电路启动第三蠕动泵，从第三容器中抽取一定量的清洗液到二价汞转换反应器中，对二价汞转换反应器进行清洗，清洗完成后启动第四蠕动泵，将二价汞转换反应器中的清洗液排入废液容器，汞测量仪等待下一次测汞过程。

作为优选，所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置包括一个制冷装置，所述的二价汞转换反应器和气水分离器设置于所述的制冷装置中。制冷装置起到冷凝作用，将气水分离器中混在零价汞蒸汽气体中的水蒸汽冷凝成水，从而方便地分离出零价汞气体。

作为优选，所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置包括薄膜泵，薄膜泵的进口连接于需标定的汞测量仪的出气口，薄膜泵和所述的控制电路电连接。薄膜泵用于将二价汞转换反应器中转换出的零价汞气体抽给需标定的汞测量仪，确保气体按要求进行流动，流动更加顺畅。

作为优选，所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置包括除汞器和电磁阀，除汞器的进口输入空气载气，除汞器的出口经电磁阀与连接所述的第一蠕动泵和二价汞转换反应器的管路相连，电磁阀和所述的控制电路电连接。电磁阀采用一进一出电磁阀。当薄膜泵工作时，为保证气流畅通，开启电磁阀，空气载气流进除汞器，通过除汞器除去空气载气中的汞杂质，进入二价汞转换反应器，将其中已被还原的零价汞气体赶出，进一步确保零价汞气体顺利地进入需标定的汞测量仪。

作为优选，所述的第二容器中的还原液为硼氢化钾溶液。硼氢化钾溶液的还原能力很强，标定一次，只需极少量的还原液，既减少成本，又减少环境污染。

本实用新型的有益效果是：1)结构简单，所用器件少，减少了泄漏和器件发生故障的可能性；2)每次测定只使用极少量的二价汞标准液试剂和还原液，避免了大量有毒、有害汞蒸气向外排放，避免了传统方法使用大量有毒、有害、强腐蚀性的化学试剂，大大减少对环境的污染；3)制造成本低，运行成本更低；4)二价汞标准液用万分之一分析天平等实验室精密仪器配制，保证了汞标准液的精度，保证了汞分析质量，提高标定的准确性及可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的一种连接结构示意图。

图2是本实用新型的一种电路连接结构示意图。

图中1.第一容器，2.第二容器，3.第三容器，4.废液容器，5.二价汞转换反应器，6.气水分离器，7.需标定的汞测量仪，8.制冷装置，9.薄膜泵，10.除汞器，11.第一蠕动泵，12.第二蠕动泵，13.第三蠕动泵，14.第四蠕动泵，15.第五蠕动泵，16.电磁阀，17.空气载气，18.控制电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，如图1所示，包括第一容器1、第二容器2、第三容器3、废液容器4、二价汞转换反应器5、气水分离器6、制冷装置8、第一蠕动泵11、第二蠕动泵12、第三蠕动泵13、第四蠕动泵14、第五蠕动泵15、薄膜泵9、除汞器10、电磁阀16和控制电路。第一容器1内装有二价汞标准液，二价汞标准液用万分之一分析天平精确配制，第二容器2内装有还原液，还原液采用还原能力很强的硼氢化钾溶液，第三容器3中装有清洗液，制冷装置8采用半导体制冷冰箱。第一容器1经第一蠕动泵11和二价汞转换反应器5相连，第二容器2经第二蠕动泵12和二价汞转换反应器5相连，二价汞转换反应器5再通过管路和气水分离器6相连，气水分离器6再通过管路和需标定的汞测量仪7相连。二价汞转换反应器5和气水分离器6设置于制冷装置8中，气水分离器6经第五蠕动泵15和废液容器4相连。第三容器3经第三蠕动泵13和二价汞转换反应器5相连，二价汞转换反应器5再经第四蠕动泵14和废液容器4相连。除汞器10的进口输入空气载气17，除汞器10的出口经电磁阀16与连接第一蠕动泵11和二价汞转换反应器5的管路相连，薄膜泵9的进口连接于需标定的汞测量仪7的出气口。本装置的电器连接如图2所示，第一蠕动泵11、第二蠕动泵12、第三蠕动泵13、第四蠕动泵14、第五蠕动泵15、薄膜泵9及电磁阀16分别通过导线和控制电路18相连，接受控制电路输出的控制信号。

工作过程：

1)在控制电路的控制下，第一蠕动泵启动，从第一容器中准确抽取一定量的二价汞标准液注入到二价汞转换反应器中，第二蠕动泵启动，将装在第二容器中的还原液也注入到二价汞转换反应器；

2)在二价汞转换反应器中，还原液将二价汞标准液还原成零价汞蒸汽气体，打开电磁阀，启动薄膜泵，空气载气流入除汞器，除汞器除去空气载气中的汞杂质，空气载气进入二价汞转换反应器，驱赶零价汞蒸汽气体，零价汞蒸汽气体进入气水分离器，零价汞蒸汽气体中混有的水蒸汽在气水分离器中被制冷装置冷凝成水，第五蠕动泵在控制电路的控制下将水排入废液容器，除去了水蒸汽的零价汞气体在薄膜泵的抽力作用下进入需标定的汞测量仪进行汞浓度测定，获得的测定值和第一蠕动泵抽取的二价汞标准液的已知汞浓度进行比对，然后对需标定的汞测量仪进行标定；

3)标定完成后，在控制电路的控制下，第四蠕动泵启动，将二价汞转换反应器中的溶液排入废液容器；

4)在控制电路的控制下，第三蠕动泵启动，从第三容器中抽取一定量的清洗液输送到二价汞转换反应器中，对二价汞转换反应器进行清洗，清洗完成后，第四蠕动泵在控制电路的控制下将二价汞转换反应器中的清洗液排入废液容器。

二价汞转换反应器及汞测量仪的工作原理及工作过程是现有技术，在此不再赘述。按照燃煤电厂的技术要求，由控制电路定时启动汞测量仪自动标定装置，按照上述步骤自动完成标定，标定好的汞测量仪可以进行燃煤电厂烟气汞的在线自动监测，提高汞测量的精确性。

Claims (7)

1.一种燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括第一容器(1)、第二容器(2)、第一蠕动泵(11)、第二蠕动泵(12)、二价汞转换反应器(5)、气水分离器(6)和控制电路，第一容器(1)内装有二价汞标准液，第二容器(2)内装有还原液，第一容器(1)经第一蠕动泵(11)和所述的二价汞转换反应器(5)相连，第二容器(2)经第二蠕动泵(12)和所述的二价汞转换反应器(5)相连，二价汞转换反应器(5)再通过管路和所述的气水分离器(6)相连，气水分离器(6)再通过管路和需标定的汞测量仪(7)相连，所述的第一蠕动泵(11)、第二蠕动泵(12)分别和所述的控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括废液容器(4)和第五蠕动泵(15)，所述的气水分离器(6)经第五蠕动泵(15)和废液容器(4)相连，第五蠕动泵(15)和所述的控制电路电连接。

3.根据权利要求2所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括第三容器(3)、第三蠕动泵(13)和第四蠕动泵(14)，第三容器(3)中装有清洗液，第三容器(3)经第三蠕动泵(13)和所述的二价汞转换反应器(5)相连，二价汞转换反应器(5)再经第四蠕动泵(14)和所述的废液容器(4)相连，第三蠕动泵(13)、第四蠕动泵(14)分别和所述的控制电路电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括一个制冷装置(8)，所述的二价汞转换反应器(5)和气水分离器(6)设置于所述的制冷装置(8)中。

5.根据权利要求1或2或3所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括薄膜泵(9)，薄膜泵(9)的进口连接于所述的需标定的汞测量仪(7)的出气口，薄膜泵(9)和所述的控制电路电连接。

6.根据权利要求5所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于包括除汞器(10)和电磁阀(16)，除汞器(10)的进口输入空气载气(17)，除汞器(10)的出口经电磁阀(16)与连接所述的第一蠕动泵(11)和二价汞转换反应器(5)的管路相连，电磁阀(16)和所述的控制电路电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的燃煤电厂烟气汞测量仪自动标定装置，其特征在于所述的第二容器(2)中的还原液为硼氢化钾溶液。