[发明专利]一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸雾模拟、检测和抑雾效果评价装置及使用方法，属于环境监测与评价领域。

背景技术

金属及其制品是人们日常生活和生产活动中必不可少的重要物资。在采用湿法冶金电解精炼、电镀、金属涂装等方法制备这些金属或对其进行加工过程中，不可避免地需要采用电解、除锈和电镀等工艺进行处理，必须要使用含酸电解液或酸液（硫酸、盐酸、磷酸或铬酸等），当发生阳极氧化或置换反应时产生的氧气和氢气气泡在浮力的作用下，从电解液（或酸液）中加速上升至液体表面并爆裂，可以使酸液以10m/s左右的速度喷射进入大气，导致酸液以微小液滴（10～200μm）的形式稳定分散于周围的空气中形成酸雾。由于人们对各种金属制品的需求量极大，由此产生的酸雾已成为大气中最重要的酸性污染源之一。

目前酸雾的检测方法主要有：美国ASTM D4856−11（Standard Test Method for Determination of Sulfuric Acid Mist in Workplace Atmospheres Collected on Mixed Cellulose Ester Filters），在最少取样量为60L时，对工作场所大气环境中的H₂SO₄酸雾进行检测，检测下限为0.017 mg/m³。美国菲士德公司采用交流耦合技术测量工作场所中粉尘的排放量，该法主要用于测量大气中固体粉尘颗粒，也适用于酸雾测量。中华人民共和国国家环境保护标准（HJ 544—2009，固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法(暂行)），可以对废气中的H₂SO₄含量进行测定，需要取样量为400L，测定下限为 0.3mg/m³，测定上限为 500mg/m³。中华人民共和国国家职业卫生标准（GBZ/T 160.33－2004工作场所空气有毒物质测定硫化物），则是通过分别对工作场所空气中各种硫氧化物含量的测定，间接对酸雾的含量进行检测。此外，目前文献报道了酸雾检测方法主要集中在利用真空泵将待检测空气抽取并通过硝化纤维素滤膜，纤维素滤膜捕获酸雾液滴，分析检测捕获酸雾液滴滤膜的酸度，从而得到对酸雾含量的定量分析（Reza Al Shakarji, Yinghe He, Simon Gregory, Statistical analysis of the effect of operating parameters on acid mist generation in copper electrowinning, Hydrometallurgy, Volume 106, Issues 1–2, February 2011, Pages 113-118；Reza Al Shakarji, Yinghe He, Simon Gregory, Performance evaluation of acid mist reduction techniques in copper electrowinning, Hydrometallurgy, Volumes 131–132, January 2013, Pages 76-80）。

酸雾，由于其具有极强的腐蚀性和毒害性，对环境和人的身体伤害极大，必须予以防治和处理。实现对酸雾的防治和处理的前提是，需要对酸雾生成的原因及生成量进行检测和分析，此外还需要对各种酸雾抑制方法的抑雾效果进行客观科学的评价。目前对酸雾的检测与抑雾效果的评价主要是通过大量收集工作场所上方的气体，然后对气体进行定量分析并根据测量结果对抑雾效果做出评价，这样的评价方法只能在生产现场进行，对于不同的生产工艺，由于工件的锈蚀程度、酸液的浓度和温度、生成气泡在酸液池中所处的位置（高度）等参数的不同，产生的氢气或氧气的气泡直径不同，上升至酸液液面的速率（动量）也不同，因此，对不同的生产工艺必须逐个条件分别进行评价，不能进行有效的预判，会严重影响生产的正常进行，且对酸雾抑制效果评价的周期长成本高。