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京都電子(KEM)的汞分析儀,特別是其經(jīng)典的HG-37系列煙氣汞在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用的是還原氣化紫外線吸光光度法(屬于冷原子吸收法的一種)。這種技術(shù)非常精準(zhǔn),其核心在于利用氣態(tài)汞原子對(duì)特定波長(zhǎng)紫外光的吸收特性來進(jìn)行測(cè)量。
樣品采集與預(yù)處理
首先,系統(tǒng)通過加熱的采樣管線從煙道中連續(xù)抽取氣體樣品。這個(gè)管線被持續(xù)加熱,目的是防止煙氣中的水分冷凝,從而保證汞不會(huì)在輸送過程中損失。隨后,樣品氣體進(jìn)入一個(gè)催化轉(zhuǎn)化單元。這個(gè)單元的關(guān)鍵作用是將煙氣中可能存在的各種形態(tài)的汞(例如等化合物)通過催化氧化的方式全部轉(zhuǎn)化為二價(jià)離子汞(Hg2?),為下一步的檢測(cè)做準(zhǔn)備。
還原氣化
經(jīng)過均一化處理的樣品氣體進(jìn)入反應(yīng)室,與還原劑(通常是氯化亞錫)發(fā)生反應(yīng)。在這個(gè)步驟中,二價(jià)汞離子(Hg2?)會(huì)被還原成氣態(tài)的原子汞(Hg?)。
紫外線吸收測(cè)量
產(chǎn)生的汞蒸氣被導(dǎo)入一個(gè)被稱為吸收池的光學(xué)檢測(cè)室。在這里,一束特定波長(zhǎng)(253.7納米)的紫外線穿過汞蒸氣。氣態(tài)的基本汞原子會(huì)對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的紫外光產(chǎn)生強(qiáng)烈的、特異性的吸收。煙氣中汞的濃度越高,對(duì)紫外光的吸收就越強(qiáng),穿透蒸氣后的光強(qiáng)也就越弱。
信號(hào)檢測(cè)與計(jì)算
在吸收池的另一端,光電傳感器(如光電倍增管)會(huì)精確測(cè)量透射過來的紫外光強(qiáng)度。儀器內(nèi)部的系統(tǒng)會(huì)根據(jù)入射光強(qiáng)和透射光強(qiáng)的差值,依據(jù)朗伯-比爾定律(光吸收量與汞濃度成正比)自動(dòng)計(jì)算出煙氣中汞的濃度。
自動(dòng)校準(zhǔn)
為了確保長(zhǎng)期測(cè)量的準(zhǔn)確性,儀器會(huì)定期(如建議的校正周期約三十天)自動(dòng)切入零氣(不含汞的純凈氣體),進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn),以消除任何可能的基線漂移。
KEM的這套方法之所以被廣泛用于在線監(jiān)測(cè),是因?yàn)樗袔讉€(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):
高靈敏度與準(zhǔn)確性:基于原子吸收原理,方法本身非常靈敏,能夠精確測(cè)量極低濃度(微克每立方米級(jí)別)的汞。
特異性強(qiáng):通過催化轉(zhuǎn)化和光學(xué)濾鏡,能有效排除煙氣中其他復(fù)雜成分的干擾。
無需濕化學(xué)試劑:采用“干式氧化還原方法",不需要消耗液態(tài)化學(xué)試劑,降低了運(yùn)行成本和維護(hù)工作量。
運(yùn)行穩(wěn)定:系統(tǒng)建議的校正周期約三十天,安定性高,非常適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。
除了冷原子吸收法,測(cè)汞還有其他的常見技術(shù),比如原子熒光法(AFS)。這兩種方法的對(duì)比如下:
特性 | KEM HG-37(冷原子吸收法) | 原子熒光法 |
---|---|---|
原理 | 測(cè)量汞蒸氣對(duì)紫外光的吸收 | 測(cè)量汞蒸氣被激發(fā)后發(fā)射的熒光強(qiáng)度 |
優(yōu)點(diǎn) | 技術(shù)成熟,穩(wěn)定性好,抗干擾性強(qiáng) | 通常具有高的靈敏度,檢測(cè)下限更低 |
適用場(chǎng)景 | 工業(yè)煙氣等高濃度、復(fù)雜基體的在線連續(xù)監(jiān)測(cè) | 環(huán)境水體、食品等領(lǐng)域的超痕量實(shí)驗(yàn)室分析 |
總而言之,KEM京都電子的汞分析儀通過一套巧妙結(jié)合的化學(xué)轉(zhuǎn)化和物理光學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)煙氣中汞含量的可靠、連續(xù)監(jiān)控。
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