一种飞灰中砷形态的分析系统及方法

本发明涉及砷形态分析，尤其涉及一种飞灰中砷形态的分析系统及方法。

背景技术：

1、砷是自然环境中致癌、危害性最大的物质之一。砷的毒性不仅取决于其含量，也决定于其存在形态。燃料焚烧产生的灰渣(即飞灰)中砷主要以无机形态存在，对飞灰中砷具体的存在形态(即砷以何种无机形态存在于飞灰中)进行准确分析，能合理评估飞灰中砷的危害，因而具有重要的研究价值和现实意义。

2、相关技术中，通常采用湿化学方法(即通过向飞灰中添加化学试剂后消解)来分析飞灰中砷形态，这种方式的分析效率较低。

3、因此，目前亟需一种飞灰中砷形态的分析系统及方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明实施例描述了一种飞灰中砷形态的分析系统及方法，可以提高飞灰中砷形态的分析效率。

2、第一方面，本发明一个实施例提供了一种飞灰中砷形态的分析系统，包括依次连接的加热单元、吸收单元和测试单元，其中：

3、所述加热单元用于控制不同的加热温度来对待测飞灰进行加热，以得到在不同的加热温度下产生的三氧化二砷气体；

4、所述吸收单元用于利用吸收液来吸收所述加热单元产生的三氧化二砷气体；

5、所述测试单元用于测试吸收三氧化二砷气体后的吸收液中的砷浓度，以得到所述待测飞灰中不同砷形态的含量。

6、根据一个实施例，所述吸收液为盐酸溶液或硝酸溶液，且所述吸收液的质量分数为20～50％。

7、根据一个实施例，所述测试单元为原子荧光仪或电感耦合等离子体-质谱仪。

8、根据一个实施例，还包括与所述加热单元连接的惰性气体供给单元，所述惰性气体供给单元用于向所述加热单元供给惰性气体，以利用所述惰性气体将加热产生的三氧化二砷气体输送至所述吸收单元。

9、根据一个实施例，在所述加热温度为500～700℃时，所述测试单元测得的是所述待测飞灰中三氧化二砷固体的含量；

10、在所述加热温度为950～1000℃时，所述测试单元测得的是所述待测飞灰中砷酸铁固体的含量；

11、在所述加热温度为1200～1350℃时，所述测试单元测得的是所述待测飞灰中砷酸铝固体的含量；

12、在所述加热温度为1400～1500℃时，所述测试单元测得的是所述待测飞灰中砷酸钙固体的含量。

13、根据一个实施例，所述吸收单元包括吸收罐、进气管和出气管，所述吸收罐用于容纳所述吸收液，所述进气管的一端与所述加热单元连接，另一端伸入所述吸收液中，所述出气管的一端与所述吸收罐连接，另一端连接外部的尾气处理单元；

14、所述吸收罐的底部设置有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口连接外部的废液收集单元，所述第二出液口与所述测试单元连接。

15、根据一个实施例，还包括连接于所述吸收单元和所述测试单元之间的稀释单元，所述稀释单元用于稀释吸收三氧化二砷气体后的吸收液。

16、根据一个实施例，所述稀释单元包括第一储液罐、第二储液罐和稀释罐，所述第一储液罐中容纳有所述吸收液，所述吸收罐设置有进液口，所述第一储液罐分别与所述进液口和所述稀释罐连接，所述第二储液罐中容纳有去离子水，所述第二储液罐与所述稀释罐连接，所述稀释罐的一端与所述第二出液口连接，另一端与所述测试单元连接。

17、根据一个实施例，还包括控制单元以及分别与所述控制单元电连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，所述第一电磁阀设置于所述第一出液口，所述第二电磁阀设置于所述第二出液口，所述第三电磁阀设置于所述进液口，所述第四电磁阀设置于连接所述第一储液罐和所述稀释罐之间的管路，所述第五电磁阀设置于连接所述第二储液罐和所述稀释罐之间的管路。

18、第二方面，本发明一个实施例提供了一种飞灰中砷形态的分析方法，基于上述实施例所述的飞灰中砷形态的分析系统，所述方法包括：

19、步骤s1、利用所述加热单元对所述待测飞灰加热至500～700℃；

20、步骤s2、利用所述控制单元控制所述第二电磁阀开启，以使吸收了所述加热单元产生的三氧化二砷气体的部分所述吸收液进入所述稀释罐中，并控制所述第二电磁阀关闭；

21、步骤s3、利用所述控制单元控制所述第四电磁阀和所述第五电磁阀开启，以对所述稀释罐中的吸收液进行稀释；

22、步骤s4、利用所述测试单元测试稀释后的吸收液，以得到所述待测飞灰中三氧化二砷固体的含量；

23、步骤s5、利用所述加热单元对所述待测飞灰加热至950～1000℃，并循环执行步骤s2～s4，以得到所述待测飞灰中砷酸铁固体的含量；

24、步骤s6、利用所述加热单元对所述待测飞灰加热至1200～1350℃，并循环执行步骤s2～s4，以得到所述待测飞灰中砷酸铝固体的含量；

25、步骤s7、利用所述加热单元对所述待测飞灰加热至1400～1500℃，并循环执行步骤s2～s4，以得到所述待测飞灰中砷酸钙固体的含量；

26、步骤s8、测试结束后，利用所述控制单元控制所述第一电磁阀开启，以使所述吸收罐中的吸收液排出至所述废液收集单元；

27、步骤s9、利用所述控制单元控制所述第一电磁阀和所述第三电磁阀开启，以使所述第一储液罐中的吸收液流入所述吸收罐中，从而完成对所述吸收罐的清洗。

28、根据本发明实施例提供的飞灰中砷形态的分析系统及方法，首先通过控制加热单元不同的加热温度来对待测飞灰进行加热，以得到在不同的加热温度下产生的三氧化二砷气体，其次利用吸收单元的吸收液来吸收加热单元产生的三氧化二砷气体，最后利用测试单元来测试吸收三氧化二砷气体后的吸收液中的砷浓度，以得到待测飞灰中不同砷形态的含量。因此，上述技术方案通过对待测飞灰进行加热脱附来实现待测飞灰中不同砷形态含量的测量，如此可以提高飞灰中砷形态的分析效率。

技术特征：

1.一种飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，包括依次连接的加热单元(1)、吸收单元(2)和测试单元(3)，其中：

2.根据权利要求1所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，所述吸收液为盐酸溶液或硝酸溶液，且所述吸收液的质量分数为20～50％。

3.根据权利要求1所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，所述测试单元(3)为原子荧光仪或电感耦合等离子体-质谱仪。

4.根据权利要求1所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，还包括与所述加热单元(1)连接的惰性气体供给单元(4)，所述惰性气体供给单元(4)用于向所述加热单元(1)供给惰性气体，以利用所述惰性气体将加热产生的三氧化二砷气体输送至所述吸收单元(2)。

5.根据权利要求1_4中任一项所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，在所述加热温度为500～700℃时，所述测试单元(3)测得的是所述待测飞灰中三氧化二砷固体的含量；

6.根据权利要求5所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，所述吸收单元(2)包括吸收罐(21)、进气管(22)和出气管(23)，所述吸收罐(21)用于容纳所述吸收液，所述进气管(22)的一端与所述加热单元(1)连接，另一端伸入所述吸收液中，所述出气管(23)的一端与所述吸收罐(21)连接，另一端连接外部的尾气处理单元(10)；

7.根据权利要求6所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，还包括连接于所述吸收单元(2)和所述测试单元(3)之间的稀释单元(5)，所述稀释单元(5)用于稀释吸收三氧化二砷气体后的吸收液。

8.根据权利要求7所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，所述稀释单元(5)包括第一储液罐(51)、第二储液罐(52)和稀释罐(53)，所述第一储液罐(51)中容纳有所述吸收液，所述吸收罐(21)设置有进液口(213)，所述第一储液罐(51)分别与所述进液口(213)和所述稀释罐(53)连接，所述第二储液罐(52)中容纳有去离子水，所述第二储液罐(52)与所述稀释罐(53)连接，所述稀释罐(53)的一端与所述第二出液口(212)连接，另一端与所述测试单元(3)连接。

9.根据权利要求8所述的飞灰中砷形态的分析系统，其特征在于，还包括控制单元(6)以及分别与所述控制单元(6)电连接的第一电磁阀(61)、第二电磁阀(62)、第三电磁阀(63)、第四电磁阀(64)和第五电磁阀(65)，所述第一电磁阀(61)设置于所述第一出液口(211)，所述第二电磁阀(62)设置于所述第二出液口(212)，所述第三电磁阀(63)设置于所述进液口(213)，所述第四电磁阀(64)设置于连接所述第一储液罐(51)和所述稀释罐(53)之间的管路，所述第五电磁阀(65)设置于连接所述第二储液罐(52)和所述稀释罐(53)之间的管路。

10.一种飞灰中砷形态的分析方法，其特征在于，基于权利要求9所述的飞灰中砷形态的分析系统，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及砷形态分析技术领域，尤其涉及一种飞灰中砷形态的分析系统及方法。该系统包括依次连接的加热单元、吸收单元和测试单元，所述加热单元用于控制不同的加热温度来对待测飞灰进行快速加热，以得到在不同的加热温度下产生的三氧化二砷气体；所述吸收单元用于利用吸收液来吸收所述加热单元产生的三氧化二砷气体；所述测试单元用于测试吸收三氧化二砷气体后的吸收液中的砷浓度，以得到所述待测飞灰中不同砷形态的含量。本发明的技术方案通过对待测飞灰进行加热脱附来实现待测飞灰中不同砷形态含量的测量，如此可以提高飞灰中砷形态的分析效率。

技术研发人员：姚洪,李帅,胡红云,黄永达,董璐,朱晶晶
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13