一种烟气汞监测气路系统的制作方法

本实用新型属于汞检测技术领域，特别是涉及一种烟气汞监测气路系统。

背景技术：

汞是环境中毒性极强的重金属元素之一，对人体健康有着很大的危害。我国是世界上用汞量最大的国家，同时也是汞排放量大国，每年排放汞约在500-700吨/年，化石燃料的燃烧、城市垃圾和医疗垃圾焚烧、有色金属冶炼、氯碱工业、水泥制造、土法炼金和炼汞活动以及天然气使用等都会对大气造成汞污染。我国估算人为活动向大气排放的汞约为643吨，其中用于电厂和锅炉的燃煤释放汞量占总量的53％。我国煤炭平均每千克中含有0.15-0.22毫克的汞，并且对于国内电厂常见粉煤炉，燃煤汞的释放率在99％以上，因此我国煤炭的大量使用排放了大量的汞，形成了严重的汞污染。

现有的测汞分析方法中,通常采用的是冷原子吸收光谱法(CVAAS)和冷原子荧光光谱法(CVAFS)，这类光谱吸收的方法功能单一，只能测原子态的汞，不能够对烟气中的汞原子、汞离子和颗粒态汞三种汞形式进行检测分析，具有一定的使用局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种烟气汞监测气路系统，通过检测气路、采样气路和辅助气路三种气路的切换使用，使得样品池可进行零气、样气和经过高温处理的样气三种气体的检测，提高了检测的实时性和准确性，解决了现有测汞分析方法功能单一以及检测结果误差大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种烟气汞监测气路系统，包括检测气路、采样气路和辅助气路；所述检测气路包括第一过滤器、第一三通阀、样品池、第一真空泵和第二过滤器；所述第一过滤器与第一三通阀的NO口相连通，所述第一三通阀的COM口与样品池相连通，所述样品池依次与第一真空泵和第二过滤器相连通；

所述采样气路包括采样头、第二三通阀、高温管、气管和冷凝器；所述采样头与第二三通阀的COM口相连通；所述第二三通阀的NO口与高温管相连通，第二三通阀的NC口与气管相连通，且所述高温管和气管分别与第一三通管的两支管相连通；所述第一三通管的另一支管与冷凝器相连通；

所述辅助气路包括第三过滤器、第二真空泵和第三三通阀；所述第三过滤器依次与第二真空泵和第三三通阀的COM口相连通；

所述第三三通阀的NO口、冷凝器的出口和第一三通阀的NC口分别与第二三通管的三个支管相连通。

进一步地，所述高温管和气管并联连通在第二三通阀和冷凝器之间。

进一步地，所述高温管为中空的石英管，且所述高温管内安装有加热丝，所述加热丝的加热温度为600-800℃。

进一步地，所述第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀均采用不锈钢高温阀。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型由检测气路、采样气路和辅助气路三种气路组成，在第一真空泵的作用下可向样品池中抽取零气、样气和经过高温处理的样气三种气体；同时不抽取样气的时，在第二真空泵的作用下，辅助气路不间断的进行样气抽取，保证了采用气路中气体的流动，提高检测的实时性和准确性；该气路系统的电磁阀动作逻辑简单，易于操控，保证了系统安全正常运行，可实现规模化批量化生产。

2、本实用新型通过将烟气中的汞离子在高温管内还原成汞原子，解决了在测量过程中汞离子和颗粒汞易吸附和损耗的问题，提高了烟气中汞总含量的准确性，减小了检测误差。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种烟气汞监测气路系统的原理图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一过滤器，2-第一三通阀，3-样品池，4-第一真空泵，5-第二过滤器，6-采样头，7-第二三通阀，8-高温管，9-气管，10-冷凝器，11-第一三通管，12-第三过滤器，13-第二真空泵，14-第三三通阀，15-第二三通管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实用新型为一种烟气汞监测气路系统，包括检测气路、采样气路和辅助气路；

检测气路包括第一过滤器1、第一三通阀2、样品池3、第一真空泵4和第二过滤器5；第一过滤器1与第一三通阀2的NO口相连通，第一三通阀2的COM口与样品池3相连通，样品池3依次与第一真空泵4和第二过滤器5相连通；

采样气路包括采样头6、第二三通阀7、高温管8、气管9和冷凝器10；采样头6与第二三通阀7的COM口相连通；第二三通阀7的NO口与高温管8相连通，第二三通阀7的NC口与气管9相连通，且高温管8和气管9分别与第一三通管11的两支管相连通；第一三通管11的另一支管与冷凝器10相连通；高温管8在高温加热下，烟气中的汞离子将被还原成汞原子，由此可在抽高温处理样气状态时测得烟气中总汞的含量。

辅助气路包括第三过滤器12、第二真空泵13和第三三通阀14；第三过滤器12依次与第二真空泵13和第三三通阀14的COM口相连通；

第三三通阀14的NO口、冷凝器10的出口和第一三通阀2的NC口分别与第二三通管15的三个支管相连通。

其中，高温管8和气管9并联连通在第二三通阀7和冷凝器10之间

其中，高温管8为中空的石英管，且高温管8内安装有加热丝，所述加热丝的加热温度为600-800℃。

其中，所述第一三通阀2、第二三通阀7和第三三通阀14均采用不锈钢高温阀。

其中，高温管8与冷凝器10之间采用不锈钢管连通，而其他部件之间均采用聚四氟管进行连通。

实施例二

实用新型一种烟气汞监测气路系统的工作状态分为三种：抽零气状态、抽样气状态和抽高温处理样气状态；

当抽零气状态时，第一三通阀2的NO和COM口相连通、第二三通阀7的NO和COM口相连通，第三三通阀14的NO和COM口相连通；第一真空泵4将经过第一过滤器1过滤后的空气经第一三通阀2后注入抽样池3中，再经第二过滤器5排除系统；而同时第二真空泵13工作，使得烟气持续被抽取，并依次经过采样头6、第二三通阀7、气管9、冷凝器10和第三三通阀14，最后从第三过滤器12排出系统；此种工作模式下，检测到抽样池3中的空气中的汞元素浓度值为系统基值为A；

抽样气状态时，第一三通阀2的NC和COM口相连通，第三三通阀14的NC和COM口相连通，第二三通阀7的NO和COM口相连通；在第一真空泵4的作用下，烟气不断地经采样头6、第二三通阀7、气管9、冷凝器10、第一三通阀2进入到抽样池3中，然后经第二过滤器5排出系统；第二真空泵13不断抽取空气，并将空气依次从第三三通阀14、第二真空泵13和第三过滤器12排出系统；此状态下测得的浓度值为B；

抽高温处理样气状态时，第一三通阀2的NC和COM口相连通，第二三通阀7的NC和COM口相连通，第三三通阀14的NC和COM口；在第一真空泵4作用下，烟道中的烟气被抽取，并依次经采样头6、第二三通阀7、高温管8和冷凝器10进行高温冷凝处理，被高温冷凝处理处理过的烟气经第一三通阀2后进入到抽样池3中，并最后通过第二过滤器5排出系统；第二真空泵13不断抽取空气，并空气依次从第三三通阀14、第二真空泵13和第三过滤器12排出系统；此状态测得的浓度值为C；高温管8在高温加热下，烟气中的汞离子将被还原成汞原子，由此可在抽高温处理样气状态时测得烟气中总汞的含量。

通过三种状态下测得的数值可以推算出各种状态汞的浓度：

元素汞浓度＝B-A，总汞浓度＝C-A，其他汞浓度＝C-B。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。