[发明专利]一种用于气态重金属发生-吸附试验的实时测试系统

说明书

本发明属于分析测试仪器领域，公开一种用于气态重金属发生‑吸附试验实时测试系统，其中一号称量天平测量吊篮中样品质量的变化，二号称量天平测量托盘中样品质量的变化；吊篮置于一号加热炉内部用以加热样品，托盘置于二号加热炉内部用以加热样品；气路装置包括位于所述一号加热炉上部的一号进气通道和位于所述二号加热炉下部的二号排气通道；支撑装置用于固定一号加热炉和二号加热炉，并控制一号天平室和二号天平室的升降；信号采集控制装置用于采集记录温度信号、重量信号和位置信号，并对加热炉温度、阀门的开关和天平的位置进行控制。本发明可实现气态重金属的稳定发生和浓度控制，并且可实时测量吸附剂对气态重金属的吸附量和吸附效率。

技术领域

本发明属于分析测试仪器领域，更具体地，涉及一种用于气态重金属发生-吸附试验的实时测试系统。

背景技术

化石燃料中的重金属元素(例如砷、铅、铬、锌、镉、汞等)在高温燃烧过程中以气态的形式释放到大气环境中，并经过一系列积累、迁移和转化的过程后对人体健康和动植物的生存造成极大危害。控制燃烧过程中气态重金属排放的主要方法之一为吸附剂喷射技术，即向烟气中喷射各类吸附剂颗粒(例如活性炭、氧化钙、氢氧化钙等)从而对气态重金属进行捕集脱除，该技术的关键在于开发高效的重金属吸附剂，以及确定吸附剂的最佳工作条件。

目前主要采用气态重金属发生-吸附试验进行吸附剂的开发，2015年4月15日发表在《燃料化学学报》上的《金属氧化物吸附剂干法脱除气相As₂O₃实验研究》中使用注射泵将As₂O₅标准液体以设定的推速注射入反应器，通过As₂O₅加热分解和气化产生As₂O₃气体。但是该方法无法确保短时间内As₂O₅完全转化为As₂O₃，即无法确定吸附过程中气态As₂O₃的浓度，并且该方法同时注入大量水蒸气，会对吸附剂性能测试带来极大干扰；此外，该文章采用常规化学消解法测量吸附剂中重金属吸附量，需要经过复杂的样品前处理过程，测量效率低并且无法对重金属吸附量进行实时测量。CN201510678985公开了一种用于重金属元素检测的装置及方法，该发明提出将氢化物发生器与液体阴极辉光放电光谱仪联用，可以实现对水体、生物及矿石样品中重金属元素的测试，简化了样品前处理过程并且操作步骤简洁，但是该发明无法对固体吸附剂中重金属吸附量进行实时测量。并且实际应用过程中，吸附剂与气态重金属接触时间有限，因此吸附剂的吸附效率是决定该吸附剂性能的关键指标。

现有技术中用于气态重金属发生-吸附试验的测试系统仍然存在难以产生稳定的指定浓度的气态重金属和无法实时测量吸附剂对气态重金属的吸附效率两个问题。由于重金属化合物在常温下一般为固态，为模拟实际应用过程，必须通过适当方式产生稳定的指定浓度的气态重金属。此外，现有技术多采用对吸附气态重金属一段时间后的吸附剂中重金属含量进行测试的方法，但该方式操作繁琐、测试效率低，并且无法实时检测吸附剂对气态重金属的吸附量和吸附效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于气态重金属发生-吸附试验的实时测试系统，其中对其关键组成部件如称量装置、温度控制装置和气路装置等具体结构及其设置方式进行研究和改进，同时对其整体结构布局做出针对性设计，相应的可有效解决难以产生稳定的指定浓度的气态重金属问题，同时还具备实时测量吸附剂对气态重金属的吸附量和吸附效率的功能，因而尤其适用于重金属吸附剂的制备及测试等应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于气态重金属发生-吸附试验的实时测试系统，其特征在于，包括称量装置、温度控制装置、气路装置、支撑装置和信号采集控制装置，其中：