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KEM京都電子汞分析儀的工作原理是什么
更新時間:2025-09-23
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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)。這種技術非常精準,其核心在于利用氣態(tài)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(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(tài)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(jīng)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(fā)生反應。在這個步驟中,二價汞離子(Hg2?)會被還原成氣態(tài)的原子汞(Hg?)。
紫外線吸收測量
產(chǎn)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(tài)的基本汞原子會對這個波長的紫外光產(chǎn)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(tǒng)會根據(jù)入射光強和透射光強的差值,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(jiān)測,是因為它有幾個突出的優(yōu)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(tài)化學試劑,降低了運行成本和維護工作量。
運行穩(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)場的連續(xù)在線監(jiān)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(fā)后發(fā)射的熒光強度 |
| 優(yōu)點 | 技術成熟,穩(wěn)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(yè)煙氣等高濃度、復雜基體的在線連續(xù)監(jiān)測 | 環(huán)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(xiàn)了對工業(yè)煙氣中汞含量的可靠、連續(xù)監(jiān)控。
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