[发明专利]基于超声雾化法测量烟气中汞离子浓度的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于超声雾化法测量烟气中汞离子浓度的方法。

背景技术

汞是大气重金属污染物的重要组成之一，在浓度很低的情况下，对生态环境也会造成严重的破坏，且毒害动植物，对人类健康造成严重威胁。工业生产中许多装置均会排放出含有汞元素的气体，汞元素在气体中的存在形式主要有元素态、颗粒态和离子态，它们可以在大气中长时间驻留，随大气进行全球性循环，在生物体内富集，转化成毒性更大的有机化合物。各种排放气体中汞元素的测量问题已经得到世界范围内的广泛关注。目前，对气体中汞元素的检测方法主要通过光谱仪实现。为确保检测设备能够对各形态汞元素进行精确测量，需要对汞检测装置进行周期性校准。校准的目的是建立汞浓度和光强度的标准曲线，为分析待测样品的汞浓度提供计算方法。在校准过程中需要提供已知浓度的汞气源。尽管单质汞可通过手动注入法、化学试剂法、动态配气法等多种方法校准现有的单质汞检测仪器，但常规的离子汞化合物多为液态，无法直接用于气态元素校准。利用化学反应或动态配气等方法产生的离子汞气体无法准确定量，且含离子汞化合物的气体有剧毒，操作不当会给人体造成严重伤害，因此目前尚未有可靠及精确的离子汞标准气源发生方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于超声雾化法测量烟气中汞离子浓度的方法。

本发明是这样实现的：一种基于超声雾化法测量烟气中汞离子浓度的方法，包括以下步骤：

(1)配置标准气体，所述标准气体与待测烟气的主要成分相同，且不含有汞离子；

(2)配置一组已知汞离子浓度C的标准溶液；

(3)将每个浓度C的标准溶液分别和所述标准气体混合，并雾化成标准样品气溶胶，利用光谱仪对标准样品气溶胶进行测量，得到所有的标准溶液中汞元素离子的特征谱线强度值I；将各特征谱线强度值I和相应的汞离子浓度C进行线性拟合，得到一定标直线方程：I＝a+bC；

(4)将待测烟气和去离子水混合雾化成待测样品气溶胶，利用光谱仪测量中待测样品气溶胶中待测汞离子的特征谱线强度值I′，再把所述特征谱线强度值I′代入所述定标直线方程，即可计算出待测烟气中汞离子的浓度值。

进一步地，所述光谱仪为单色仪、发射光谱仪、吸收光谱仪或荧光光谱仪。

进一步地，所述待测烟气为燃煤烟气、垃圾焚烧炉烟气、石油燃烧烟气、金属冶炼废气或钢铁工业废气。

进一步地，所述燃煤烟气含有以下各成分：O₂4％～7％，CO₂10～16％，N₂ 70％～86％，SO₂ 50～400mg/m³，NO_x 100～200mg/m³。

进一步地，所述垃圾焚烧炉烟气含有以下各成分：O₂ 6％～15％，CO₂5～14％，N₂ 70％～89％，SO₂ 100～300mg/m³，NO_x50～200mg/m³。

进一步地，当待测烟气为燃煤烟气时，所述一组标准溶液的汞离子浓度C在0.002mg/m³～3mg/m³之间。

进一步地，当待测烟气为垃圾焚烧炉烟气时，所述一组标准溶液的汞离子浓度C在0.02～7mg/m³之间。

进一步地，所述步骤(1)，所述主要成分是指下述物质：O₂、CO₂、N₂、SO₂、NO_x。

本发明的优点在于：使主要应用于测量液体的常规光谱仪可以直接测量烟气中离子汞元素的浓度，在不改变光谱仪测量精度和速度等的前提下，扩展了光谱仪的使用范围；同时，采用超声雾化法雾化效率高，稳定性好，超声雾化室密闭性好，能极大地提高分析的准确度且减小离子汞气体泄漏的危险性；本发明操作简单便捷、测量结果准确，能有效测量不同烟气环境中离子汞元素的浓度。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中光谱仪测量烟气中汞离子浓度的原理图。

图2是本发明中一实施例的汞离子和特征谱线强度的校准曲线图。

具体实施方式

一种基于超声雾化法测量烟气中汞离子浓度的方法，包括以下步骤：