[发明专利]一种稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置及其应用

说明书

本发明属于能源与环境相关技术领域，其公开了一种稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置及其应用，所述装置包括：注射器，用于输出痕量元素或其化合物的溶液；微型双流雾化喷嘴，包括进液口、进气口以及出口，所述注射器出口与所述进液口连接，所述进气口与载气瓶的出口连接；加热炉以及设于所述加热炉内的加热管，所述加热管的进口与所述出口连接。本申请通过设置微型双流雾化喷嘴首先将较大的液滴分散为均匀细小的液滴，并在后续的加热炉中快速稳定蒸发变成气相，进而可以实现气相痕量元素或其化合物的持续定量输出。

技术领域

本发明属于能源与环境相关技术领域，更具体地，涉及一种稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置及其应用。

背景技术

硒是煤中常见的挥发性元素，在煤燃烧过程中会全部或部分挥发出来，而且煤中的硒在燃烧过程中会转化为有毒的SeO₂，而SeO₂很容易迁移到水中形成毒性更强的亚硒酸盐。准确了解硒的挥发特性是硒排放控制的基础。

在实际工厂进行大规模的技术推广离不开前期实验室里小规模实验的研究结论作为理论支撑，而目前面临的首要困难在于实验室中难以精准地模拟燃煤烟气中的微量成分。现有技术中，对硒挥发特性的研究有加热挥发法以及加热溶液法，其中，加热挥发法是在装置中通过加热固体SeO₂(s)挥发持续产生气态SeO₂，并使气态SeO₂通过吸附层进行吸附实验获得其挥发特性。但实验过程中SeO₂挥发速率并不是温度的唯一函数，其挥发特性不仅与温度有关，与暴露面积，粒度等都有关系，而且固体SeO₂(s)升华挥发的过程非常难以控制，因此该种方法对实验装置、实验条件的要求非常苛刻，难以准确校准，实验精度并不高。加热溶液法对实验装置具有很大的依赖性，仅仅使用注射泵，并且在连接石英管的地方采用的是针头注射的方式，这会导致液流的不连续，一方面液滴进入加热区时会迅速气化，引起脉动的压差，对磨砂连接等部位产生冲击，因而装置的气密性难以得到保证；另一方面针头点注的方式会让气相痕量元素分布不均，含痕量元素气流的浓度时高时低，影响后续实验的精度。因此亟需设计一种能够稳定产生气相痕量元素的装置以满足后续实验的需要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置及其应用，通过设置微型双流雾化喷嘴首先将较大的液滴分散为均匀细小的液滴，并在后续的加热炉中快速蒸发变成气相，进而可以实现气相痕量元素或其化合物的稳定定量输出。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置，所述装置包括：注射器，用于输出痕量元素或其化合物的溶液；微型双流雾化喷嘴，包括进液口、进气口以及出口，所述注射器出口与所述进液口连接，所述进气口与载气瓶的出口连接；加热炉以及设于所述加热炉内的加热管，所述加热管的进口与所述出口连接。

优选地，所述装置还包括缓冲室冲击瓶，所述冲击瓶内设有吸收溶液，用于吸收痕量元素或其化合物以便对其浓度进行检测。

优选地，所述加热炉还包括控制装置，用于控制所述加热炉的温度。

优选地，所述装置还包括微型注射泵，所述微型注射泵用于控制所述注射器的输出流速。

按照本发明的另一个方面，提供了一种如上述所说稳定产生气相痕量元素或其化合物的装置的应用，所述痕量元素或其化合物为SeO₂。

优选地，所述吸收溶液为HNO₃和H₂O₂的混合溶液。

优选地，所述吸收溶液中HNO₃和H₂O₂的质量浓度分别为5％和10％。