CN205785997U - 烟气汞预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了烟气汞预处理装置。所述烟气汞预处理装置包括催化单元、干燥单元以及过滤单元，所述催化单元用于在高温下将离子汞转化为元素汞，同时去除烟气中的干扰气体，包括加热腔和温控器，所述加热腔和所述温控器位于同一装置内，其间采用高性能隔热板材将所述加热腔和所述温控器分隔开来，所述干燥单元用于去除烟气中的水蒸气，所述过滤单元用于去除烟气中存在的固体杂质颗粒，所述催化单元、干燥单元以及过滤单元位于同一装置内。通过使用本实用新型提出的烟气汞预处理装置，能够有效的缩小烟气汞预处理装置的体积，增强了装置的便携性，同时具有良好的除水效果。

Description

烟气汞预处理装置

技术领域

本实用新型属于烟气汞取样分析技术领域，具体涉及烟气汞预处理装置。

背景技术

汞在环境中是一种重金属污染物，进入生物体后很难被排出，并会在生物体内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，汞会沿食物链逐渐由低端向高端累集，最终影响到人类的健康。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可在区域和全球范围内随着大气环流进行长距离传输。并且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。目前，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，正式纳入到环境外交的考察中。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。根据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量的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。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，会自带预处理装置。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。然后再经过预处理装置后可以将样气中的水汽、干扰气体、颗粒物等去除。最后通入分析仪进行分析。但是，该预处理装置体积较大，只能固定安装于汞CEMS机柜中，不利于便携设备的采用。

为了提高采样和分析的便携性，需要一款便携式的汞分析仪。可以实现快速采样和分析，这就需要一种便携式的烟气汞预处理装置。该装置在现有预处理装置的基础上，利用离子汞催化反应、冷凝除水、干燥管除水等，将烟气中的离子态的汞转化为单质汞，同时去除烟气中的干扰气体(如二氧化硫)、水蒸气、颗粒物等。同时缩小催化反应装置、冷凝装置的体积，大大提高其便携性。

实用新型内容

本实用新型提出烟气汞预处理装置，能够有效的缩小烟气汞预处理装置的体积，增强了装置的便携性，同时具有良好的除水效果。

本实用新型提出一种烟气汞预处理装置，包括催化单元、干燥单元以及过滤单元。

所述催化单元用于在高温下将离子汞转化为元素汞，同时去除烟气中的干扰气体，包括加热腔和温控器，所述加热腔和所述温控器位于同一装置内，其间采用高性能隔热板材将所述加热腔和所述温控器分隔开来。

所述干燥单元用于去除烟气中的水蒸气。

所述过滤单元用于去除烟气中存在的固体杂质颗粒。

所述催化单元、干燥单元以及过滤单元位于同一装置内。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，所述高性能隔热板材为气凝胶绝热材料。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，所述干燥单元采用二次干燥原理。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括流量计，所述流量计用于调节所述包括元素汞的烟气输出量。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括三通阀，所述三通阀用于改变所述离子汞的流向。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括制冷器。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括蠕动泵，所述蠕动泵用于排出烟气经过所述制冷器后所产生的冷凝水。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括砂芯球，用于过滤烟气中存在的颗粒杂质。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括抽气泵。

如上所述的烟气汞预处理装置，其中，进一步包括针阀。

通过使用本实用新型所述烟气汞预处理装置，采用高性能隔热材料将催化反应单元与其他部件隔开，从而可以将干燥单元、过滤单元、温控单元与催化反应单元安装在同一个壳体中，缩小了体积，提高了装置的便携性；

该预处理装置单独作为一个设备，既满足了烟气汞预处理的需求，又实现了系统的模块化，大大提高了现场采样的便捷性；

本装置内设置有三通阀，通过切换阀路，可以实现样气经过催化剂和不经过催化剂，这样可以分别测量总汞(离子汞和元素汞)含量和元素汞含量。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解，其中，

图1为本实用新型烟气汞预处理装置的结构示意图。

附图中各标号表示如下：

1：催化单元；

2：干燥单元；

3：过滤单元；

4：流量计；

5：三通阀；

6：制冷器；

7：蠕动泵；

8：砂芯球；

9：抽气泵；

10：针阀；

11：遥控单元。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本实用新型的保护范围之内。

图1为本实用新型烟气汞预处理装置的结构示意图。如图1所示，所述烟气汞预处理装置，包括催化单元1、干燥单元2以及过滤单元3。

所述催化单元1用于在高温下将离子汞转化为元素汞，同时去除烟气中的干扰气体。所述催化单元1包括加热腔和温控器。所述加热腔和所述温控器设置于同一装置内，其间采用高性能隔热板材将所述加热腔和所述温控器分隔开来。

所述干燥单元2用于去除烟气中的水蒸气。

所述过滤单元3用于去除烟气中存在的固体杂质颗粒。

所述催化单元1、干燥单元2以及过滤单元3位于同一装置内。

具体的，所述烟气经过干燥单元2进行干燥，去除烟气中存在的水分。干燥后的烟气经过催化单元1作用，在350℃的高温下烟气中的离子汞经过催化剂的作用转化为元素汞，同时去除烟气中的干扰气体，如SO₂等酸性气体。经过催化作用后的烟气再次进入过滤单元3，除去烟气中存在的固体杂质颗粒。

进一步的，所述烟气汞预处理装置还包括遥控单元11。所述遥控单元11用于控制所述催化单元1内的反应温度。

所述催化单元1、干燥单元2以及过滤单元3位于同一装置内。这样的结构设计有利于缩小烟气汞预处理装置的体积，提高预处理装置的便携性。

进一步的，所述高性能隔热板材为气凝胶绝热材料。

所述高性能板材具有一定的厚度。将两块表面外形一致的板材的内表面加工出凹槽形状，所述凹槽形状与所述加热腔的外表面形状相同。将两块具有凹槽结构的高性能隔热板材对称的布置在所述加热腔的上、下表面，保证两块具有凹槽结构的高性能隔热板材完全包覆在加热腔的外表面，防止加热腔的温度对温控器造成影响。此种结构有效的保证了上、下腔体内温度的独立性。

进一步的，所述干燥单元2采用二次干燥原理。

所述二次干燥原理采用一种亲水高分子材料。其中，水分子可以透过该材料排出到管子外面，而其他气体透不过去。通过采用二次干燥原理，可以最大化的去除样气中的水分，防止水分对实验分析数据造成干扰。

进一步的，所述烟气汞预处理装置包括流量计4。所述流量计4用于调节所述包括元素汞的烟气输出量。

通过流量剂4的调节作用，可以有效的控制排出烟气汞预处理装置的烟气流量。

进一步的。所述烟气汞预处理装置包括三通阀5。所述三通阀5用于改变所述离子汞的流向。

所述三通阀5可以为两位三通换向阀，也可以为其他形式的三通阀结构。通过三通阀5的换向作用，可以提供含有离子汞的汞烟气，也可以提供经过催化单元具有元素汞的汞烟气。

进一步的，所述烟气汞预处理装置包括制冷器6。

通过制冷器6的作用，可以将空气中的水分进行冷凝，达到干燥的作用。

进一步的，所述烟气汞预处理装置还包括蠕动泵7。所述蠕动泵7用于排出所述烟气经过所述制冷器6后所产生的冷凝水。

烟气经过制冷器6后，其内部的水分冷凝形成水溶液。水溶液长期沉积后会对制冷器6的冷凝效果造成一定影响。因此，采用蠕动泵7将制冷器6底部的水溶液排出制冷器6。

蠕动泵，通过蠕动轮旋转可以将液体从一个容器抽入到另一个容器。

进一步的，所述烟气汞预处理装置还包括砂芯球8。所述砂芯球8用于过滤烟气中存在的颗粒杂质。

进一步的，所述烟气汞预处理装置还包括抽气泵9。所述抽气泵9提供抽气动力，将烟道中的气体采集到烟气汞预处理装置，然后再通入分析仪进行气体分析。

进一步的，所述烟气汞预处理装置还包括针阀10。所述针阀10用来调节烟气汞预处理装置中气体的输出流量。

上述烟气汞预处理装置包括的部件均设于同一装置内部，以便提高所述烟气汞预处理装置的便携性。

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其他特征的组合，本领域技术人员还可根据实用新型之目的进行各技术特征之间的其他组合，以实现本实用新型之目的为准。

Claims (10)

1.烟气汞预处理装置，其特征在于，包括催化单元、干燥单元以及过滤单元，

所述催化单元用于在高温下将离子汞转化为元素汞，同时去除烟气中的干扰气体，包括加热腔和温控器，所述加热腔和所述温控器位于同一装置内，其间采用高性能隔热板材将所述加热腔和所述温控器分隔开来；

所述干燥单元用于去除烟气中的水蒸气；

所述过滤单元用于去除烟气中存在的固体杂质颗粒；

所述催化单元、干燥单元以及过滤单元位于同一装置内。

2.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，所述高性能隔热板材为气凝胶隔热材料。

3.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，所述干燥单元采用二次干燥原理。

4.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括流量计，所述流量计用于调节所述包括元素汞的烟气输出量。

5.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括三通阀，所述三通阀用于改变所述离子汞的流向。

6.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括制冷器。

7.根据权利要求6所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括蠕动泵，所述蠕动泵用于排出烟气经过所述制冷器后所产生的冷凝水。

8.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括砂芯球，用于过滤烟气中存在的颗粒杂质。

9.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括抽气泵。

10.根据权利要求1所述的烟气汞预处理装置，其特征在于，进一步包括针阀。