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1.2 汞形态转化系统
由于分析系统只对元素气态汞进行测量,而烟气汞排放监测一般需要测量气态总汞, 因此,氧化汞的测量必须经过转化,其处理方法主要分为湿化学转化法与热催化转化法。湿化学转化法是采用液体转化单元(如常用的氯化亚锡SnCl2)将Hg 2+ 转化成 Hg0,此方法在实验室和手工分析汞的过程中使用广泛,但由于需要定期更换反应试剂、易受干扰与腐蚀、 操作复杂等问题,在汞CEMS中应用相对较少;热催化转化法通常采用热催化转化技术,在热转化单元中烟气被加热, 使氧化态汞还原为元素汞。由于操作简单,受人为因素影响小,因此,在汞CEMS中应用较多。表1列出了2种转化方法的优、缺点。
1.3汞分析系统
汞分析系统主要是针对气态元素汞Hg0的检测,目前元素汞(Hg0)的分析技术已相当成熟,常用的分析方法有以下4种:冷蒸气原子吸收光谱法(CVAAS)、冷蒸气原子荧光法(CVAFS)、塞曼调制原子吸收光谱法(ZAAS)和原子发射光谱法(AES)。表2列出了这几种分析方法的优、缺点。
1.3.1冷蒸气原子吸收光谱法
原子吸收光谱法CVAAS(AtomicAbsorptionSpectrometry)是根据蒸气中被测元素的基态原子对特性辐射的吸收来测定试样中该元素含量的方法。
CVAAS是通过汞灯光线强度的减弱来检测汞的浓度。入射光源是汞灯,当分析样气中的汞离子还原成自由原子时,由于蒸气相中的基态原子在汞特征电磁辐射253.65nm波长处的吸收,汞灯强度的减弱和样品中汞的浓度满足正比例关系。其典型结构为:汞放电灯通过吸收池,利用光电倍增管或光谱仪连续监测透射光强。CVAAS法测量原理如图2所示。
图2冷蒸气原子吸收光谱法(CVAAS)原理图
烟气中其他气体如NOx,SO2,HCl,Cl2等,会影响CVAAS的测汞精度并腐蚀测汞装置。因此,在样品进入探测器前,需要经过一个辅助装置,以除去烟气中对测量会有影响的其他气体。由于SO2也能够吸收汞的吸收波段,故SO2是对CVAAS探测技术影响最大的气体。为了除去SO2气体,通常是让气体通过一个金制的过滤器,当气体样品直接通过一个金制过滤器时,汞能和金反应在金的表面形成汞齐(金汞合金)。当过滤器上的汞气达到饱和时,再将其加热产生汞蒸气,被不含SO2的载气带进探测器。过滤器还可以提高系统测量的灵敏度,因为它对样品进行了浓缩。
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