[发明专利]一种利用改性飞灰进行烟气汞浓度测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电厂烟气汞测量领域，具体地说涉及一种利用改性飞灰进行烟气汞浓度测量的方法。

背景技术

汞是一种毒性很强的重金属污染物，在常温下性质稳定。汞及其化合物都具有很强的生物毒性，并且具有生物积累特性，对人类健康和全球生态系统产生严重威胁。现阶段，燃煤电厂汞排放是人为汞污染的主要来源，燃煤烟气中汞的存在形式主要为元素态汞(Hg⁰)，氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg^p)。为了控制大气汞污染，对燃煤电厂烟气的汞浓度进行监测具有十分重要的意义。

国内外学者在烟气汞浓度测量方面进行了大量的工作，提出了许多卓有成效的方法。这些方法大致可以分为两大类：取样分析法和连续监测法。

取样分析法又可分为湿法测量和干法测量。湿法测量即使用化学试剂吸收烟气中的汞，然后对吸收液进行消解，最后用冷原子吸收光谱法（CVAAS）或冷原子荧光光谱法（CVAFS）测定汞浓度。安大略法（Ontario Hydro Method，OHM）为一种典型的湿法测量法，该方法精确度高，被美国环境保护署（EPA）推荐为汞浓度的标准检测法；但是另一方面，该方法所需的测量时间较长，现场所需的设备较复杂，实际应用时不够方便。

干法测量即使用固体吸附剂吸附烟气中的汞，然后对吸附剂进行酸液浸滤，并使用冷原子吸收光谱法或冷原子荧光光谱法进行汞浓度分析。目前国际上常用的固体吸附剂为活性炭。活性炭对汞的吸附效果好，但成本高昂，不利于推广。

无论是湿法测量还是干法测量，都需要在现场取样后带回实验室进行分析，所需的测量时间长，不能对烟气中的汞浓度进行连续的检测。近年来逐渐发展的连续监测法可以弥补取样分析法的这一缺点。连续监测法是基于冷原子吸收光谱（CVAAS）、冷原子荧光光谱（CVAFS）、原子放射光谱（AES）和新兴化学微传感器等先进技术而发展建立起来的，可实现对烟气汞浓度的实时监测和分析。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种利用改性飞灰进行烟气汞浓度测量的方法，其采用一种廉价高效的改性飞灰吸附剂作为活性炭的替代品，进行烟气汞浓度测量，从而大大降低了干法测量汞浓度的工业成本,为达此目的，本发明提供一种利用改性飞灰进行烟气汞浓度测量的方法，所述利用改性飞灰进行烟气汞浓度测量的方法的设备包括除尘装置、吸附管、温度控制装置、尾气处理装置、流量控制装置和气氛控制装置，具体步骤如下：

1）从烟道中取样的烟气先流经除尘装置，除去烟气中的飞灰；

2）然后再流经含有两段改性飞灰吸附剂的吸附管，烟气中的气相汞被吸附剂捕捉；烟气经过吸附管的过程中通过气氛控制装置控制吸附环境的气氛，提高吸附剂的吸附效率，确保测量的准确性；烟气经过除尘装置和吸附管的过程中通过温度控制装置进行温度控制，防止气相汞的冷凝；

所述吸附剂经过如下两种方法中一种制备；

方法一：称取一定质量的NH₄Br药品于烧杯中，向烧杯中加入一定量的去离子水，得到1%质量分数的NH₄Br溶液；称取10g未改性飞灰, 加入到 200ml 1% NH₄Br 溶液中，置于磁力搅拌器上搅拌 2h 后过滤, 在 40℃ 条件下干燥 12h 以上得到改性飞灰；再通过研钵磨碎，并将磨碎的改性飞灰经过200目的振荡筛分离，得到小于200目的飞灰吸附剂；

方法二：向一定量的40%质量分数的HBr溶液中加入一定量的去离子水，得到1%质量分数的HBr溶液；称取10g未改性飞灰, 加入到 200ml 1%HBr溶液中，置于磁力搅拌器上搅拌 2h 后过滤， 在 40℃ 条件下干燥 12h 以上得到改性飞灰；再通过研钵磨碎，并将磨碎的改性飞灰经过200目的振荡筛分离，得到小于200目的飞灰吸附剂；

3）然后再流经尾气处理装置，除去烟气中的有害气体和水分；

4）最后到达流量控制装置流出；

5）利用中子活化分析法来分析吸附剂中的汞含量，或用酸液浸滤吸附剂后利用冷原子吸收光谱法或冷原子荧光光谱法分析滤液中的汞含量。

本发明的进一步改进，所述除尘装置包括旋风分离器和过滤装置，所述旋风分离器和过滤装置通过管道相连。旋风分离器用于除去烟气中颗粒较大的飞灰（PM10），过滤器用于除去烟气中颗粒较小的飞灰（PM2.5）。