Jak analyzovat a měřit rtuť?

• Foto

ANALÝZA RTUTI (Hg)

Pro oblast analýzy spalin jsou vydávány stále nové zákony a právní předpisy o povinnosti měření emisí, mimo jiné jde o povinnost kontinuálního měření obsahu Hg, zejména ve spalovnách odpadů, uhelných elektrárnách a cementárnách. Pro tento druh měření máme k dispozici systém analýzy CVAF – atomovou fluorescenční spektrometrii.

Speciálně navržený systém odběru vzorku a zředění vzorku dusíkem v měřicí skříni CMM zaručuje krátké doby odezvy a minimální zpomalení při detekci rtuti. Přeměna všech sloučenin rtuti (HgCl₂ atd.) do atomární rtuti probíhá bezprostředně před měřicím článkem, takže se měří vždy přesně a spolehlivě celková koncentrace rtuti. Systém se kalibruje automaticky dusíkem, parami rtuti a volitelně také roztokem chloridu rtuti, aby odpovídal jak evropským, tak také US předpisům.

ZÁKLADNÍ KONSTRUKCE

Zařízení Gasmet CMM je určené pro kontinuální monitorování celkové rtuti (atomární Hg⁰, oxidované Hg²+ a HgCl₂). Měření je přitom založeno na atomové fluorescenci studených par (Cold Vapor Atomic Fluorescence - CVAF). Integrovaný vysokoteplotní suchý termočlánkový měnič přeměňuje všechny sloučeniny Hg na atomární rtuť.

Zařízení je určené pro on-line měření. Měří proudy horkých, vlhkých a korozivních plynů. Všechny části zařízení Gasmet CMM zvlhčované vzorkem se zahřívají až na 180°C.

Gasmet CMM se skládá z analyzátoru rtuti Gasmet CVAF, kalibrátoru Gasmet pro atomární rtuť a chlorid rtuťnatý a z ředicí sondy Gasmet Hg. Všechny části systému jsou namontované v 19” skříni a umístěné na vysouvacích policích. Gasmet CMM má všechny napájecí přípojky a regulátory teploty pro vyhřívané vedení a vyhřívanou vzorkovou sondu. Provoz systému je plně automatický a řízený aplikačním softwarem Gasmet MAUI. Kromě toho je možné provádět všechny funkce systému Gasmet CMM také manuálně.

Vestavěný ovládací panel PC a software Gasmet MAUI řídí CMM plně automaticky. Naměřená data mohou být přenášena z CMM do řídicí místnosti pomocí analogového výstupu 4 až 20 mA. Alarmy se přenášejí přes kontakty relé. Systém Gasmet CMM je vybavený alarmovými funkcemi, jako jsou systémový alarm, požadavek na servis, údržba, alarm koncentrace a výsledek platný.

Zařízení a technologie analýzy jsou namontovány v klimatizované skříni o rozměrech 600 × 600 × 2 030 mm, která má být umístěna v suchém prostředí bez vibrací s okolní teplotou 0-40°C. Propojena s odběrovým místem je vytápěnou odběrovou trasou (hadicí) s příkonem celkem 3 x 16A při délce odběrového vedení max. 16 metrů, při delším vedení je potřeba 3 × 25 až 40 A.

VÝHODY GASMET CMM

V porovnání s atomárním měřicím postupem absorpce (AAS) nabízí atomární fluorescence použitá u Gasmet CMM vyšší citlivost měření a menší rušivé efekty z důvodu specifických vlastností fluorescenčního efektu. Zvláště je-li koncentrace rtuti velmi malá a koncentrace jiných plynů absorbujících UV záření jako SO₂ je relativně vysoká, je CVAF nejlepší použitelnou technologií. To platí zvláště také pro uhelné elektrárny a cementárny s rotačními pecemi.

V porovnání k jiným atomárním fluorescenčním analyzátorům je Gasmet CMM kompaktním a cenově příznivým řešením s více vlastnostmi, které zvyšují přesnost měření a spolehlivost. Další výhody:

• konvertor k měření celkového obsahu rtuti je přímo spojený s měřicím článkem,
• zařízení funguje bez rekombinace/ovlivňování sloučenin rtuti za konvertorem,
• není zapotřebí koncentrace rtuti v případech se zlatem nebo vymývání kyselých plynů,
• měřicí sonda obsahuje jedinečný dvoustupňový mechanismus zpětného profouknutí k odstranění prachu z povrchu filtru; čisté filtry brání ztrátě analytické schopnosti sondy a minimalizují absorpční efekty.

ZÁKLADNÍ TECHNICKÉ ÚDAJE SYSTÉMU GASMET CMM

Princip měření: Atomová fluorescence studených par (CVAF) s extrakční filtrací, ředěním a tepelnou přeměnou.

• Výkon: Minimální rozsah 0 až 5 μg/m³; minimální limit detekce pro celkovou rtuť 0,02 μg/m³ (kompletní systém, s ředěním)
• Operační systém: Microsoft Windows CE
• Aplikační software: MAUI
• Provozní vlnová délka: 253,7 nm

KALIBRÁTOR PRO Hg⁰

• Princip provozu (Hg0): generování páry z nasyceného zdroje
• Měřicí plyn: vysušený a čistý přístrojový vzduch
• Průtok ředicího plynu: MFC 0 – 20 l/min
• Průtok kalibračního plynu: MFC 0 – 20 ml/min
• Teplota zdroje Hg: 1 až 10°C

ELEKTRICKÉ PŘIPOJENÍ

Hlavní napájení:
3 * 16 A (vedení vzorku do 15 m)
3 * 32 A (vedení vzorku 15 – 30 m)

Spotřeba energie:

~ 8 kW (úplný systém CMM s vyhřívaným vedením, 30 m)

VÝSTUPY NAMĚŘENÝCH DAT

Systém CMM je vybavený čtyřmi analogovými výstupy reprezentujícími výslednou celkovou koncentraci Hg s různými rozsahy. Rozsah analogového výstupu: 4 – 20 mA, aktivní, zatížení max. 350 Ω

SKŘÍŇ

• Materiál: ocel RAL
• Rozměry (mm): 2030 × 600 × 600 (chladicí jednotka nahoře)
• Hmotnost: 230 kg (kompletní skříň CMM), 27 kg (ředicí sonda + trubka sondy)
• Stupeň krytí: IP 54

OBLASTI POUŽITÍ

Uhelné elektrárny
Sleduje hmotnostní emise rtuti na vytvořené množství energie (mg/BTU cca 1 000 J vyrobené energie). Měří nízké koncentrace rtuti (μg/Nm³) od středního až do vysokého obsahu SO₂. 

Zařízení na spalování odpadu (zvláštní odpad a domácí odpad)
Sleduje emise rtuti od 0 - 15 μg/Nm³. Shoduje se integrovanou emisní direktivou EU a standardem zajištění kvality EN 14884-4.

Průmyslové procesy se rtutí v procesních plynech a spalinách
Použitelné vmnoha oborech průmyslu jako je hornictví, slévárenství kovů a výroba kyseliny dusičné. Umožňuje hospodaření/sledování rtuti jako nečistoty, která pochází ze surovin.

Kontakt: AFRISO spol. s r.o.,
Komerční 520, 251 01 Nupaky,
www.afriso.cz, www.gasmet.cz

Z podkladů AFRISO

How to analyse and measure mercury?
For special operations where multicomponent analysis of gases (e.g. H₂O, CO₂, CO, N₂O, NO₂, SO₂, HCL, HF, NH₃, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₄O) is necessary, AFRISO spol. s. r.o. supplies GASMET FTIR spectrometers. GASMET FTIR spectrometers are capable of simultaneously measuring 50 or more gases contained in the device libraries. To determine the mercury content, AFRISO CVAF offers the Gasmet analyzer.

Autor

• Ing. Cieslar Stanislav