增多，故米用2mm厚度的陶瓷珠7可在最短的 时间内将热量传递给加热管2，且不易对加热管构成损坏。
[0026]本发明高温区额定工作温度为1400°C，加热丝8的总长度为4m，加热功率约为 1400W，加热公式为：
[0027] Q=W*t
[0028] (1)
[0029] 其中Q为产生的热量，W为工作的额定功率，t为加热时间，。加热丝8连接温度控制 仪4与交流接触器3,加热丝8与加热管2之间设置热电偶5,当温度大于800摄氏度时，交流接 触器3断开，从而切断加热丝8,停止加热。当温度低于800摄氏度时，交流接触器3闭合，接通 加热丝8加热；所述温度控制仪4可用于调节控制加热管2内的温度并在显示屏上实时显示 当前温度。
[0030] 所述加热管2外部设置保温管6,保温管6的两端设置密封盖9,保温管6采用碳化硅 管，保温管6对加热管2起到保温及稳固的作用，密封盖9进一步对加热管2保温。
[0031] 所述加热管2两端设置法兰组件，法兰组件外部设置节流阀13,法兰组件由右法兰 1和左法兰14组成，所述右法兰1上设置搭件，使右法兰1可严密地覆盖住左法兰1，右法兰1 和左法兰14之间设置密封垫圈12。加热管2底部设置底座10,加热管2与底座10之间设置保 温棉垫11，保温棉垫11防止高温的加热管2接触低温的底座10而碎裂。
[0032]本发明的工作过程如下所述：
[0033]本发明中节流阀13在实验的整个过程中都处在开启的状态，为了在保温管2内制 造一个流动的环境，防止局部高温高压导致加热管2碎裂。打开两端节流阀13后，先通氮气， 一分钟后打开加热电源，事先将温度控制仪4的温度设定为800°C，待达到预定值时，加热电 源断开，此时通入二价汞蒸气，待温度控制面板温度显示低于800°C时，交流接触器3自动闭 合，加热丝工作，继续加热，使加热管内部温度始终达到800摄氏度，如此循环，加热后的气 体随着气路进入光学监测系统中，对汞浓度进行分析测量。
[0034]本发明对还原出的汞蒸气进行监测是采用差分吸收光谱法。差分吸收光谱法根据 Lambert-Beer定律，其表达式如下：
[0036] 其中Ι〇(λ)为光源原始光强，Ι(λ)为衰减后的光强，〇1(λ)为第i种气体吸收截面，Cl 为第i种气体浓度，L为吸收光程，εΜ?0(λ)为米散射，eRay〇)为瑞利散射。Rayleigh散射和Mie 散射是由于烟气成分过于复杂引起的，在差分吸收光谱法中，可以将吸收截面分为快变化 部分和慢变化部分。
[0037] 差分吸收截面为随波长快变化的一部分，主要由气体分子特征吸收造成的，可以 通过模拟来得到初始光谱：
[0038] Oi(A) = σι〇(λ)+σ/ ι(λ) (3)
[0039] 其中〇1〇(λ)为随波长快变化部分，主要由米散射和瑞利散射以及分子对于光的慢 变化吸收造成的，σΚλ)为差分吸收截面，主要由气体分子特征造成的。
[0040] D，（λ) =L* Σ i=i〇i(A)*cix (4)
[00411其中D'（λ)为差分吸光度。
[0042] 对汞蒸气吸收截面图进行多项式的拟合分离出快变化部分，得到汞蒸气的吸收截 面和吸光度变化曲线，分别如图3、图4所示。
[0043] 本实例中温度控制仪4设置的控制温度为820°C，汞蒸气浓度在未加该高温设备时 和加高温设备后的吸收谱如图5所示，可见对于加入该发明后，汞的吸收谱线大幅度下降， 这表明该设备能很好的转化二价汞转化为零价汞，利用差分吸收光谱法计算的该条件下的 浓度是 2.414ng/ml。
[0044] 在图5中发现，未加该高温设备时也有少量的汞吸收，可能是由于以下两个原因： (1)整套设备中有汞的吸附，在温度变化时突然会有汞的吸收；（2)产生二价汞由于各种环 境因素会参杂少量的零价汞蒸汽。
【主权项】
1. 一种二价汞转化零价汞的还原装置，包括加热管（2)、加热丝(8)和节流阀（13)，加热 丝(8)盘绕在加热管（2)上，煤烟气由节流阀（13)通入加热管（2)，其特征在于，所述加热丝 (8)外部串联陶瓷珠(7)，加热管(2)采用石英石。2. 根据权利要求1所述的二价汞转化零价汞的还原装置，其特征在于，所述陶瓷珠(7) 为圆柱状，其壁厚为2mm。3. 根据权利要求2所述的二价汞转化零价汞的还原装置，其特征在于，所述加热管（2) 外部设置保温管(6)，保温管(6)的两端设置密封盖(9)。4. 根据权利要求3所述的二价汞转化零价汞的还原装置，其特征在于，所述加热管（2) 两端分别设置法兰组件，法兰组件由右法兰（1)和左法兰（14)组成，所述右法兰（1)上设置 搭件，使右法兰（1)可严密地覆盖住左法兰（1)，右法兰（1)和左法兰（14)之间设置密封垫圈 (12)，右法兰（1)外部设置节流阀（13)。5. 根据权利要求4所述的二价汞转化零价汞的还原装置，其特征在于，所述加热管（2) 底部设置底座(10)，加热管(2)与底座(10)之间设置保温棉垫(11)。6. 根据权利要求5所述的二价汞转化零价汞的还原装置，其特征在于，所述加热丝(8) 连接温度控制仪(4)与交流接触器(3)，加热丝(8)与加热管(2)之间设置热电偶(5)。
【专利摘要】一种二价汞转化零价汞的还原装置，用于高温下使二价汞转化零价汞，包括加热管和加热丝及温控装置，所述加热丝外部串联陶瓷珠，加热丝盘绕在加热管上，用于对加热管均匀加热，温控装置用于使温度始终在800℃，加热管外部设置保温管，两端设置密封盖，能有效的保持内部的温度并且使加热管更稳固，总之，本发明结构简单，安全性能高，适用于工业化生产。
【IPC分类】B01D53/64
【公开号】CN105617827
【申请号】CN201510973399
【发明人】郑海明, 李长朝
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月22日