专利名称：煤、石油或生物质中汞的热稳定性的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种煤、石油或生物质中汞的热稳定性的检测方法。
背景技术：
汞作为一种非常重要的全球性污染物而备受关注，汞在浓度很低的情况下，对人类和动植物都具有相当大的毒性。大气环境中汞的来源除一部分来自天然排放外(例如火山活动和矿藏释放等)，很大一部分来自人为活动，其中煤利用过程中所释放的汞占有很大的比例，另外日趋使用渐广的生物质也将使得人为释放汞的比例增大。由于汞的强毒性，因此对含汞物质中汞稳定性的测量也成为人们关注的问题。目前在汞的测量方法中，测量样品汞含量的方法比较成熟，如GB/T 16659-1996用于煤中汞含量的测定，EPA 1631用于水中汞含量的测定，ASTM D6784用于气体中汞含量的测定等。商业化的测汞仪有日本NIC公司的DM-6，用于工业废气中汞的检测；美国热电集团的汞自动监测系统；美国MI公司的UT3000汞分析仪，用于天然气和液化石油气中汞含量的测定；美国OHIO LUMEX公司的CEM915，用于烟道气中汞含量的检测；MiniCEM915便携式汞检测系统；美国Opsis AB公司的汞检测系统等。
本发明的目的是提供一种能够检测煤、石油或生物质中汞的热稳定性的方法。
为实现上述目的，在测汞仪前增加煤、石油或生物质反应装置。本发明主要装置包括反应器、温控装置和测汞仪。煤、石油或生物质在反应器中反应，反应器温度由温控装置控制，从反应器出来的热分解反应气由载气将其引入连续测汞仪，获取随温度变化的汞逸出信号。
其具体步骤如下(1)将煤、石油或生物质置于热分解反应器中，以升温速率1-50℃/min升温至1100℃进行热分解反应；(2)从反应器出来的热分解反应气由载气将其引入连续测汞仪，载气流量与反应气流量之和介于100-1000ml/min之间，其中反应气体积不少于体积百分数2％；(3)连续测汞仪在整个程序升温期间连续测量，得出在不同温度下汞的释放量；(4)将不同温度下汞的释放量归一化为单位样品中不同温度下汞的释放量；(5)分别以单位样品中不同温度下汞的释放量和其所对应的温度作为纵坐标和横坐标作图，即可得出样品中汞的热稳定性数据。
如上所述的载气为不与汞反应的气体，如氮气。
本发明所述的反应器为各类可导致煤、石油或生物质热分解的装置。如固定床反应器。
本发明所述的煤，石油或生物质为各类煤、石油或生物质。如烟煤、柴油、秸秆。
本发明所述的测汞仪为具备连续测汞功能的各种类型的测汞仪。如MiniCEM 915测汞仪。
本发明具有如下优点
1、能够实时检测煤、石油或生物质中汞在不同温度的释放量以及释放总量；2、操作简单，无须专职人员。
图1是实施例1所测出的样品中汞的热稳定性数据。横坐标代表温度，单位为℃；纵坐标代表汞释放量，单位为ng汞/g样品。
图2是实施例2所测出的样品中汞的热稳定性数据。横坐标代表温度，单位为℃；纵坐标代表汞释放量，单位为ng汞/g样品。
图3是实施例3所测出的样品中汞的热稳定性数据。横坐标代表温度，单位为℃；纵坐标代表汞释放量，单位为ng汞/g样品。
具体实施例方式
实施例1将0.5kg煤样置于反应器中，反应器在控温装置控制下由室温程序升温至1100℃，升温速率1℃/min。煤样在此期间经历热分解反应。在整个反应过程中，从反应器出来的反应气由氮气(反应气与氮气总流量600ml/min，其中反应气体积占5％)引入可连续测汞的原子吸收光谱仪，得到煤样中汞随温度变化的释放数据，见图1。可以得到如下结果汞释放总量为169ng/g样品；200℃时汞释放量为0.002ng/g样品；300℃时汞释放量为0.042ng/g样品；400℃时汞释放量为0.088ng/g样品；600℃时汞释放量为0.011ng/g样品；小于400℃汞释放总量为76ng/g样品；400℃-600℃间汞释放总量为57ng/g样品；大于600℃汞释放总量为36ng/g样品。
实施例2将50g秸杆置于反应器中，反应器在控温装置控制下由室温程序升温至1100℃，升温速率20℃/min。样品在此期间经历热分解反应。在整个反应过程中，从反应器出来的反应气由空气(反应气与空气总流量1000ml/min，其中反应气体积占8％)引入可连续测汞的原子荧光光谱仪，得到样品中汞随温度变化的释放数据，见图2。可以得到如下结果汞释放总量为47ng/g样品；200℃时汞释放量为0.011ng/g样品；300℃时汞释放量为0.015ng/g样品；400℃时汞释放量为0.003ng/g样品；600℃时汞释放量为0.009ng/g样品；小于400℃汞释放总量为35ng/g样品；400℃-600℃间汞释放总量为7ng/g样品；大于600℃汞释放总量为5ng/g样品。
实施例3将10g石油置于反应器中，反应器在控温装置控制下由室温程序升温至1100℃，升温速率50℃/min。样品在此期间经历热分解反应。在整个反应过程中，从反应器出来的反应气由氩气(反应气与氩气总流量100ml/min，其中反应气体积占2％)引入可连续测汞的原子荧光光谱仪，得到样品中汞随温度变化的释放数据，见图3。可以得到如下结果汞释放总量为85ng/g样品；200℃时汞释放量为0.021ng/g样品；300℃时汞释放量为0.045ng/g样品；400℃时汞释放量为0.002ng/g样品；600℃时汞释放量为0.005ng/g样品；小于400℃汞释放总量为68ng/g样品；400℃-600℃间汞释放总量为9ng/g样品；大于600℃汞释放总量为8ng/g样品。
权利要求
1.一种煤、石油或生物质中汞的热稳定性的检测方法，其特征在于包括如下步骤(1)将煤、石油或生物质置于热分解反应器中，以升温速率1-50℃/min升温至1100℃进行热分解反应；(2)从反应器出来的热分解反应气由载气将其引入连续测汞仪，载气流量与反应气流量之和介于100-1000ml/min之间，其中反应气体积不少于体积百分数2％；(3)连续测汞仪在整个程序升温期间连续测量，得出在不同温度下汞的释放量；(4)将不同温度下汞的释放量归一化为单位样品中不同温度下汞的释放量；(5)分别以单位样品中不同温度下汞的释放量和其所对应的温度作为纵坐标和横坐标作图，即可得出样品中汞的热稳定性数据。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述的载气为不与汞反应的气体。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于所述的载气为氮气。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述的热分解反应器为固定床反应器。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述的测汞仪为MiniCEM 915测汞仪。
全文摘要
一种煤、石油或生物质中汞的热稳定性的检测方法是将煤、石油或生物质置于热分解反应器中进行热分解反应，热分解反应气由载气将其引入连续测汞仪连续测量，得出在不同温度下汞的释放量；将汞的释放量归一化为单位样品中不同温度下汞的释放量；以单位样品中不同温度下汞的释放量和其所对应的温度作为纵坐标和横坐标作图，即可得出样品中汞的热稳定性数据。本发明具有能够实时检测煤、石油或生物质中汞在不同温度的释放量以及释放总量，操作简单，无须专职人员的优点。
文档编号G01N25/00GK1912605SQ20061004819
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月24日 优先权日2006年8月24日
发明者杨建丽, 刘振宇, 郭少春, 李允梅 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所