呂文奎，王吉昌，王樹(shù)博，張中華

(山東春旭化工設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250014)

煙氣污染物汞的形態(tài)分為固態(tài)汞、二價(jià)汞和零價(jià)汞三種，濕化學(xué)法是可以同時(shí)捕集各種形態(tài)汞的最常用、最準(zhǔn)確的方法，我們參照美國(guó)的《燃煤固定源煙氣元素態(tài)汞、氧化態(tài)汞、顆粒態(tài)汞和總汞標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法》[1](ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法D6784-02，簡(jiǎn)稱OH法)，對(duì)固定污染源煙氣中的總汞濃度進(jìn)行測(cè)定。本篇主要對(duì)煙氣中污染物汞的樣品采集的方法進(jìn)行研究。

1 測(cè)定原理

按照GB/T 16157[3]中相關(guān)規(guī)定連接采樣裝置見(jiàn)圖1，通過(guò)等速采樣，使煙氣依次經(jīng)過(guò)石英玻璃濾筒和一組大型沖擊式氣泡吸收瓶(其中前3個(gè)裝氯化鉀吸收液、中間1個(gè)裝雙氧水/硝酸吸收液、后3個(gè)裝高錳酸鉀/硫酸吸收液)。煙氣樣品中的顆粒態(tài)汞被濾筒捕集，氣態(tài)二價(jià)汞被氯化鉀吸收液捕集，氣態(tài)零價(jià)汞被高錳酸鉀或硫酸吸收液捕集。吸收液中的汞被還原后使用冷原子吸收分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

2 干擾及消除

考慮到溶于前三個(gè)吸收瓶的二氧化硫具備一定的還原能力，可能還原溶于氯化鉀的氧化態(tài)汞，而后三個(gè)吸收瓶用于元素態(tài)汞氧化的高錳酸鉀/硫酸溶液能夠被二氧化硫還原，所以高濃度的SO2可能對(duì)結(jié)果造成干擾。對(duì)于二氧化硫的濃度限值規(guī)定參考美國(guó)OH方法。

3 儀器和設(shè)備

煙氣汞采樣系統(tǒng)，本測(cè)試方法中的采樣設(shè)備參照美國(guó)OH方法中相關(guān)規(guī)定。

采樣系統(tǒng)包括加熱冷凝采樣槍、吸收瓶恒溫采樣箱、自動(dòng)煙塵(氣)測(cè)試儀等單元配件。煙氣樣品采集使用的汞采樣系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 煙氣汞采樣系統(tǒng)

采樣系統(tǒng)需要夠測(cè)定煙氣的工況參數(shù)。為了防止煙氣中的水蒸氣凝結(jié)而使煙氣中的汞沒(méi)有完全進(jìn)入采樣收集系統(tǒng)以及氣態(tài)汞在濾筒、采樣管吸附冷凝發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化，所以采樣時(shí)，需將加熱冷凝搶伴熱溫度設(shè)定130℃，同時(shí)對(duì)吸收瓶進(jìn)行冰浴處理，保證吸收液對(duì)煙氣汞的充分吸收。

4 樣品

4.1 采樣準(zhǔn)備

4.1.1 過(guò)濾器的準(zhǔn)備

本測(cè)試方法中使用干燥的濾筒采集顆粒態(tài)汞，在測(cè)試開(kāi)始前應(yīng)準(zhǔn)備好充足的濾筒。恒溫恒濕6 h使用電子天平測(cè)的恒重，并記錄測(cè)量值。

4.1.2 吸收瓶箱的準(zhǔn)備

本測(cè)試中應(yīng)保證所使用的所有吸收瓶、試劑等沒(méi)有受到汞的污染，特別需要考慮到汞的痕量性，可以利用丙酮清洗干燥。在測(cè)試前用橡膠冒或封口膜密封吸收瓶的進(jìn)出口，防止吸收瓶?jī)?nèi)壁受到污染。在所有吸收瓶中裝入相應(yīng)的吸收液或硅膠，為計(jì)算煙氣樣品水分含量，需要記錄采樣前后加入吸收液或硅膠的吸收瓶重量。將冰塊放入裝有吸收瓶的冰浴箱里，加入適量水。

4.2 樣品的采集

4.2.1 密閉性測(cè)試

為保證所有的采集煙氣全部經(jīng)過(guò)濾筒和吸收瓶，不發(fā)生漏氣等現(xiàn)象造成采樣誤差，應(yīng)保證整個(gè)采樣系統(tǒng)的密閉性。本采樣裝置的密閉性測(cè)試方法應(yīng)符合GB/T 16157中的相關(guān)要求，堵死管嘴，打開(kāi)抽氣泵。若真空壓力表的指示值在1 min內(nèi)下降不超過(guò)0.15 kPa，則系統(tǒng)氣密性良好，可以開(kāi)始測(cè)試，否則需逐段檢查氣密性，直到通過(guò)氣密性檢查。

4.2.2 等速采樣

為了準(zhǔn)確測(cè)量煙氣中不同形態(tài)的汞，本測(cè)試方法需要保證在整個(gè)采樣過(guò)程中保持±10%以內(nèi)的等速采樣率，等速采樣方法參考《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T 16157)。

將采樣系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平，并且流量調(diào)零，采樣槍的溫度控制在130℃左右，打開(kāi)泵，使管嘴的方向?qū)?zhǔn)氣流方向，在整個(gè)過(guò)程中始終保持等速采樣。

采樣時(shí)間一般為1～3 h，根據(jù)煙氣中汞含量的多少，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)煙氣汞濃度在0.5～10 μg/m3時(shí)，采樣時(shí)間在2～3 h；當(dāng)煙氣汞濃度在10～100 μg/m3時(shí)，采樣時(shí)間在1～2 h。采樣時(shí)需同步記錄采樣工況等基本參數(shù)及標(biāo)桿煙氣流量。

在采樣結(jié)束后，再進(jìn)行密閉性測(cè)試，保證樣品的代表性。

5 結(jié)果與結(jié)論

本采樣方法，通過(guò)對(duì)采樣槍伴熱大大降低了氣態(tài)汞在進(jìn)入吸收瓶之前的吸附問(wèn)題，使煙氣樣品中的顆粒態(tài)汞更好的被濾筒捕集；使用冰浴冷凝法加強(qiáng)了吸收液對(duì)氣態(tài)汞的捕集。使氣態(tài)二價(jià)汞被氯化鉀吸收液捕集，氣態(tài)零價(jià)汞被高錳酸鉀或硫酸吸收液捕集。本方法準(zhǔn)確可靠，具有普遍適用性。