一种气态离子汞热催化转化腔体的制作方法

1.本发明属于气体取样分析技术领域，特别是涉及一种气态离子汞热催化转化腔体。


背景技术：

2.汞俗称水银，常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒(慢性)，是唯一能在生态系统中能完整循环的非必须重金属元素；汞及其化合物被世界卫生组织国际癌症研究机构列入致癌物名录，同时还被列入有毒有害水污染物名录；目前总汞的测量方法和测量仪器大多是以单质态汞为基础进行，而工业烟气中的汞却是以单质态汞和离子汞的形式共同存在，现有的检测仪器和方法通常建立在单质形态重金属的基础上，为了适应现有的检测仪器和方法，需要将离子态汞转化为单质态汞；因此，研发一种在线将离子态汞转化为单质态汞的结构装置是有必要的。
3.国内在离子态汞到单质态汞的转化方式主要有两种方法，一是在实验室用实验容器通过化学试剂进行还原转化，主要步骤是现场采样、试剂溶解、加还原剂还原等，该方法操作复杂，对操作人员的要求较高，并且转换时间较长；二是高温裂解的方法，该方法在耐高温的装置内把含有离子汞的测量气体加热到900℃，使离子汞裂解为单质态汞，该方法容易实现，但是900℃的高温对装置的有较高的要求，另外会加大使用能耗，并且对操作者会有一定的危险。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种气态离子汞热催化转化腔体，用于解决现有技术中对于工业烟气汞中离子汞无法检测的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种气态离子汞热催化转化腔体，包括壳体、壳盖及包覆于所述壳体外的加热组件，所述壳体与所述壳盖可拆卸连接，并形成一用于容置催化剂的腔体，所述腔体呈圆柱形结构，所述壳体上设置有伸入所述腔体内的进气管和出气管，所述进气管的侧壁上设置有用于气体均匀化的通气孔组，所述出气管的末端设置有用于气体导向的导气斜口。
6.进一步，所述进气管的末端伸入至所述腔体的底部，所述出气管的末端伸入至所述腔体的中部。
7.进一步，所述通气孔组沿所述进气管径向的左右两侧和底侧各设置至少一列，且每列通气孔组包括沿所述进气管轴向排布的多个通气孔。
8.进一步，所述导气斜口与所述出气管的轴向倾斜设置，且所述导气斜口的开口朝向所述腔体的中心。
9.进一步，所述进气管与所述出气管之间设置有隔离网，所述隔离网的两端分别与所述腔体的底壁和顶壁连接，且所述隔离网内设置有催化剂。
10.进一步，所述加热组件包括两个加热块和设置于所述加热块中的加热棒，两个所
述加热块相对连接，且每个所述加热块上具有用于容置所述加热棒的安装孔。
11.进一步，所述壳体的两侧外壁上设置有壳耳，且所述壳耳位于两个所述加热块之间。
12.进一步，所述壳体与所述壳盖通过紧固件连接，且所述壳体与所述壳盖之间设置有密封垫片，所述密封垫片位于所述进气管与所述出气管的顶端。
13.进一步，所述壳盖上设置有两个气管接头，且两个所述气管接头分别与所述进气管及所述出气管对准相通。。
14.进一步，所述壳盖上还设置有提手，所述提手位于所述壳盖的中央。
15.如上所述，本发明的气态离子汞热催化转化腔体，具有以下有益效果：
16.由于采用圆柱形腔体结构和进气管的通气孔组及出气管的导气斜口的配合使用，一方面提高了腔体内部汞浓度的均匀性，另一方面加快了进出口汞浓度平衡的时间。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的气态离子汞热催化转化腔体的结构示意图；
18.图2为图1的a-a向剖视图。
19.零件标号说明
20.1-壳体；2-壳盖；3-加热块；31-安装孔；4-进气管；41-通气孔组；5-出气管；51-导气斜口；6-隔离网；7-催化剂；8-壳耳；9-紧固件；10-密封垫片；11-气管接头；12-提手。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
22.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
23.请结合图1及图2所示，本发明提供一种气态离子汞热催化转化腔体，包括壳体1、壳盖2及包覆于所述壳体1外的加热组件，所述壳体1与所述壳盖2可拆卸连接，并形成一用于容置催化剂7的腔体，所述腔体呈圆柱形结构，所述壳体1上设置有伸入所述腔体内的进气管4和出气管5，所述进气管4的侧壁上设置有用于气体均匀化的通气孔组41，所述出气管5的末端设置有用于气体导向的导气斜口51。
24.通过本发明，在腔体内部就能够完成离子态汞到单质态汞的转化，保证其还原后的单质态汞不泄漏到环境中。并且，通过采用圆柱形腔体、通过进气管4的通气孔组41和出气管5的导气斜口51，一方面提高了腔体内部汞浓度的均匀性，另一方面加快了进出口汞浓度平衡的时间。
25.具体的，所述进气管4与所述出气管5均设置于所述壳体1的顶壁上，可通过焊接方
式与壳体1连接。所述进气管4与所述出气管5分别位于所述腔体内的两侧，所述进气管4的末端伸入至所述腔体的底部，所述出气管5的末端伸入至所述腔体的中部。并且，所述进气管4的侧壁上设置有用于气体均匀化的多个通气孔组41，所述通气孔组41沿所述进气管4径向的左右两侧和底侧各设置至少一列，且每列通气孔组41包括沿所述进气管4轴向排布的多个通气孔。本实施例中，在所述进气管4的底侧、左侧和右侧各设置了一列通气孔组41，每列通气孔组41包括五个通气孔。通过将进气管4末端伸入至腔体底部以及进气管4上设置的通气孔组41，能让样气中的离子汞均匀的进入到腔体。
26.另外，所述出气管5的末端设置有用于气体导向的导气斜口51，所述导气斜口51与所述出气管5的轴向倾斜设置，且所述导气斜口51的开口朝向所述腔体的中心。通过将出气管5的末端伸入至所述腔体的中部，以及出气管5采用导气斜口51的结构，能够使转换后的样气(单质汞)均能从出气管5流出，减少了在距离出气管5末端的最远处死区的区域。
27.所述进气管4与所述出气管5之间设置有隔离网6，所述隔离网6的两端分别与所述腔体的底壁和顶壁连接，且所述隔离网6内设置有催化剂7。具体的，所述隔离网6可通过焊接方式与所述壳体1连接，通过设置隔离网6，一方面能够防止催化剂7堵塞样气的进口和出口，另一方面也可用于打散样气，使样气更均匀的进入催化剂7，使其与催化剂7的反应更加的充分，通过催化剂7能够将样气中的汞离子转化为单质汞。
28.所述壳体1外包覆有加热组件，从而对所述壳体1内部的样气进行加热以促进催化还原反应。所述加热组件包括两个加热块3和设置于所述加热块3中的加热棒，两个所述加热块3相对连接，且每个所述加热块3上具有用于容置所述加热棒的安装孔31。具体的，两个加热块3的结构相同，并且都采用铝材质，以便快速导热。两个加热块3相对设置，并通过塔扣进行连接，对内部的壳体1起到定位和固定的作用，以避免壳体1发生移动。两个加热块3包覆所述壳体1，每个加热块3上设置有两个安装孔31，用于安装加热棒，以对腔体进行加热。本实施例中，两个安装孔31对称设置，以使加热效果均匀。
29.并且，所述壳体1的两侧外壁上设置有壳耳8，且所述壳耳8位于两个所述加热块3之间。具体的，所述壳耳8可通过焊接与所述壳体1连接，所述壳耳8用于对壳体1的定位与固定。
30.为了便于更换催化剂7，所述壳体1与所述壳盖2通过紧固件9可拆卸连接。本实施例中，所述紧固件9为螺栓和垫片，采用四组螺栓和垫片将壳体1与壳盖2进行连接。另外，所述壳体1与所述壳盖2之间设置有密封垫片10，所述密封垫片10位于所述进气管4与所述出气管5的顶端。本实施例中，密封垫片采用石墨材质，密封垫片10用于壳体1和壳盖2之间的密封，以防止样气泄漏，其在螺栓和垫片的预紧力作用下发生变形，从而实现壳体1和壳盖2之间的密封。
31.为了便于外接气管，所述壳盖2上设置有两个气管接头11，且两个所述气管接头11分别与所述进气管4及所述出气管5对准相通。具体的，所述气管接头11可通过焊接方式与所述壳盖2连接，气管接头11用于与壳体1配合形成腔体的样气入口和样气出口，外接气管可直接与对应的气管接头11连接。
32.另外，所述壳盖2上还设置有提手12，所述提手12位于所述壳盖2的中央。所述提手12可通过焊接方式与所述壳盖2连接，所述提手12用于更换催化剂7时便于壳盖2的取放。
33.具体进行气态离子汞热催化还原时，将进气外接气管和出气外接气管分别与壳盖
2上的两个气管接头11连接，样气从进气外接气管经过进气管4进入腔体，由于进气管4上的通气孔组41，使样气能够更均匀的进入隔离网6下部的腔体，再配合隔离网6打散样气的作用，让离子汞的样气更加均匀的进入催化剂7，使反应更加充分，反应后的样气(单质汞)从出气管5流出，并流向出气外接气管以便收集。
34.综上，在本发明实施例提供的一种气态离子汞热催化转化腔体中，由于采用圆柱形腔体结构和进气管的通气孔组及出气管的导气斜口的配合使用，一方面提高了腔体内部汞浓度的均匀性，另一方面加快了进出口汞浓度平衡的时间。
35.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。