[发明专利]基于干法富集烟气中总汞的在线分析仪

摘要

一种基于干法富集烟气中总汞的在线分析仪及分析方法，属于环境监测技术领域，包括吸附剂填装系统、样品富集系统、检测系统、滤膜传动系统以及控制采集系统；吸附剂填装系统实现粉末吸附剂在滤膜表面的填装，样品富集系统对样气中的总汞进行富集，检测系统对采集的样品进行在线无损检测，滤膜传动系统是将滤膜在各分系统之间的传送，控制采集系统实现上述各系统的协调运转以及各种数据的采集、处理和存储。分析方法包括如下步骤吸附剂填装→样品富集→样品检测。优点在于，通过高效粉末吸附剂的引入，结合滤膜富集技术，能够同时实现烟气或者环境大气中气态汞和颗粒汞的全富集，再通过在线的X射线荧光技术检测，最终实现烟气或者环境大气中总汞的在线分析。

主权项

一种基于干法富集烟气中总汞的在线分析仪，其特征在于，包括吸附剂填装系统、样品富集系统、检测系统、滤膜传动系统以及控制采集系统；吸附剂填装系统实现粉末吸附剂在滤膜表面的填装，能够将粉末吸附剂均匀牢固的填装于滤膜表面，形成针对气态汞的吸附层；吸附剂采用高分子、活性炭、分子筛、硅胶吸附改性材料，粉末尺寸从纳米尺度到毫米尺度；样品富集系统对样气中的总汞进行富集，通过吸附剂的引入，结合滤膜，能够同时完成烟气中气态汞和颗粒汞的富集，实现烟气中总汞的全富集；检测系统对采集的样品进行在线无损检测，滤膜传动系统是将滤膜在各分系统之间的传送，控制采集系统实现上述各系统的协调运转以及各种数据的采集、处理和存储；所述吸附剂填装系统包括：放置粉末吸附剂的试剂瓶(1)、空气压缩机(2)、第一电磁阀(3)、喷射装置(4)、第二电磁阀(5)、缓冲混合瓶(6)、第三电磁阀(7)、填装管升降电机(8)、填装样品台(9)、烟气处理装置(10)、填装泵(11)；试剂瓶(1)中插有PTFE管，保证管的下端口被粉末吸附剂所填埋；试剂瓶(1)、第一电磁阀(3)、喷射装置(4)之间均有PTFE软管连接；空气压缩机(2)、喷射装置(4)、第二电磁阀(5)、缓冲混合瓶(6)、第三电磁阀(7)之间均采用PTFE管连接；填装管升降电机(8)通过夹住PTFE管外部控制其上下移动；填装样品台(9)、烟气处理装置(10)和填装泵(11)之间通过气管连接；所述样品富集传动系统包括：第四电磁阀(12)、采样管升降电机(13)、采样样品台(14)、烟气处理装置(10)、流量控制器(15)、抽气泵(16)；第四电磁阀(12)前后均连接PTFE管；采样管升降电机(13)通过夹住PTFE管外部控制其上下移动；采样样品台(14)、烟气处理装置(10)、流量控制器(15)、抽气泵(16)之间通过气管连接；通过吸附剂填装系统后的滤膜，通过调节可运转到采样样品台(14)上方，富集系统通过连续采集样气能够实现对总汞的富集；所述检测系统包括：X射线光管(17)、光管高压电源(18)和X射线荧光检测器(19)、检测样品台(20)；X射线光管(17)与光管高压电源(18)通过高压电线连接；X射线荧光检测器(19)通过数据线与工控电脑(30)连接；所述分析仪的检测步骤如下：：1)吸附剂填装：依次开启空气压缩机(2)，第二电磁阀(5)，第一电磁阀(3)，实现压缩空气带动基于文丘里原理的喷射装置(4)，从试剂瓶(1)中抽取一定量粉末吸附剂进入缓冲混合瓶中(6)中；控制一定的喷射时间保证缓冲混合瓶(6)中悬浮一定量的粉末吸附剂，再依次关闭第一电磁阀(3)和第二电磁阀(5)以及空气压缩机(2)，此过程中第三电磁阀(7)一直处于关闭状态；随后，填装管升降电机(8)控制管路落下，管路与样品将滤膜密封在中间；再依此开启填装泵(11)和第三电磁阀(7)；将悬浮于缓冲混合瓶(6)中的粉末吸附剂负载于滤膜表面，实现了吸附剂的填装；负载完成后，依次关闭第三电磁阀(7)和填装泵(11)，填装管升降电机(8)再控制管路抬起；整个过程中烟气处理装置(10)能够去除可能穿透滤膜的吸附剂，对填装泵(11)进行有效的保护；2)样气富集：完成吸附剂填装的滤膜，通过传动装置运行到采样样品台(14)的位置，采样管升降电机(13)控制管路落下，再依次开启第四电磁阀(12)和抽气泵(16)；由烟气处理装置(10)去除可能穿透的颗粒物，保护抽气泵(16)，整个富集过程中的采样流量和体积由流量控制器(15)来进行控制和记录；富集一定的体积后，依次关闭第四电磁阀(12)和抽气泵(16)，再由采样管升降电机(13)控制管路抬起，完成样品的富集程序；3)样品检测：完成富集的滤膜，通过传动装置运行到检测样品台(20)的位置，工控电脑(30)自动控制开启光管高压电源(18)，X射线光管(17)和X射线荧光检测器(19)；工控电脑(30)软件完成谱图的采集和处理，根据内置的工作曲线，结合采集的数据最终计算得到样气中总汞的浓度。