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京都電子(KEM)的汞分析儀,特別是其經典的HG-37系列煙氣汞在線監測系統,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)。這種技術非常精準,其核心在于利用氣態汞原子對特定波長紫外光的吸收特性來進行測量。
樣品采集與預處理
首先,系統通過加熱的采樣管線從煙道中連續抽取氣體樣品。這個管線被持續加熱,目的是防止煙氣中的水分冷凝,從而保證汞不會在輸送過程中損失。隨后,樣品氣體進入一個催化轉化單元。這個單元的關鍵作用是將煙氣中可能存在的各種形態的汞(例如等化合物)通過催化氧化的方式全部轉化為二價離子汞(Hg2?),為下一步的檢測做準備。
還原氣化
經過均一化處理的樣品氣體進入反應室,與還原劑(通常是氯化亞錫)發生反應。在這個步驟中,二價汞離子(Hg2?)會被還原成氣態的原子汞(Hg?)。
紫外線吸收測量
產生的汞蒸氣被導入一個被稱為吸收池的光學檢測室。在這里,一束特定波長(253.7納米)的紫外線穿過汞蒸氣。氣態的基本汞原子會對這個波長的紫外光產生強烈的、特異性的吸收。煙氣中汞的濃度越高,對紫外光的吸收就越強,穿透蒸氣后的光強也就越弱。
信號檢測與計算
在吸收池的另一端,光電傳感器(如光電倍增管)會精確測量透射過來的紫外光強度。儀器內部的系統會根據入射光強和透射光強的差值,依據朗伯-比爾定律(光吸收量與汞濃度成正比)自動計算出煙氣中汞的濃度。
自動校準
為了確保長期測量的準確性,儀器會定期(如建議的校正周期約三十天)自動切入零氣(不含汞的純凈氣體),進行零點校準,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測,是因為它有幾個突出的優點:
高靈敏度與準確性:基于原子吸收原理,方法本身非常靈敏,能夠精確測量極低濃度(微克每立方米級別)的汞。
特異性強:通過催化轉化和光學濾鏡,能有效排除煙氣中其他復雜成分的干擾。
無需濕化學試劑:采用“干式氧化還原方法",不需要消耗液態化學試劑,降低了運行成本和維護工作量。
運行穩定:系統建議的校正周期約三十天,安定性高,非常適合工業現場的連續在線監測。
除了冷原子吸收法,測汞還有其他的常見技術,比如原子熒光法(AFS)。這兩種方法的對比如下:
特性 | KEM HG-37(冷原子吸收法) | 原子熒光法 |
---|---|---|
原理 | 測量汞蒸氣對紫外光的吸收 | 測量汞蒸氣被激發后發射的熒光強度 |
優點 | 技術成熟,穩定性好,抗干擾性強 | 通常具有高的靈敏度,檢測下限更低 |
適用場景 | 工業煙氣等高濃度、復雜基體的在線連續監測 | 環境水體、食品等領域的超痕量實驗室分析 |
總而言之,KEM京都電子的汞分析儀通過一套巧妙結合的化學轉化和物理光學方法,實現了對工業煙氣中汞含量的可靠、連續監控。