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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein einen Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger zur Verwendung
bei der kontinuierlichen Emissionsüberwachung von Rauchgas-Abgasströmen. Insbesondere betrifft
die vorliegende Offenbarung die Verwendung eines Behälters, der
mit einer inerten siliziumbasierten Beschichtung überzogen
ist, zur Überführung einer
Menge einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung
zu einem Flüssigkeitsmengendurchflussregler und
Verdampfer zur Erzeugung eines ionischen Standard-Quecksilbergases
(kurz: Quecksilber-Ionengas-Standard).
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Die
United States Environmental Protection Agency (EPA, Organisation
der Regierung der Vereinigten Staaten von Amerika zum Schutz der
Umwelt) identifiziert als Quellen für Emissionen von Quecksilber
(Hg) in den USA Kraftwerkkessel, Müllverbrennungsanlagen, die
quecksilberhaltige (komunale und medizinische) Abfälle verbrennen,
Kohle befeuerte industrielle Boiler bzw. Kessel und Zementöfen, die Kohle
basierte Brennstoffe verbrennen. Eine besonders erhebliche Quelle
für Quecksilberemissionen stellen
Kohle befeuerte Kraftwerksanlagen dar.
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Um
die Emissionen aus einer bestimmten Quelle zu quantifizieren, wird
für Quecksilber
ein kontinuierliches Emissionsüberwachungssystem (CEMS,
Continuous Emissions Monitoring System) eingesetzt. Es gibt drei
Formen von Quecksilber in Rauchgas-Abgasströmen einer Kohle befeuerten Kraftwerksanlage,
die durch ein CEMS überwacht werden
können.
Diese Formen sind gasförmiges
elementares Quecksilber, gasförmiges
oxidiertes Quecksilber und teilchengebundenes Quecksilber, das entweder
elementarisch oder oxidiert ist, bei Schornsteinrauchgastemperaturen
oberhalb von 200°F.
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Derzeitige
kontinuierliche Emissionsüberwachungssysteme
für Quecksilber,
die eine flüssige Quecksilberchlorid-Standardlösung verwenden,
setzen eine auch als Schlauchradpumpe bezeichnete Peristaltikpumpe
ein, um das Quecksilberchlorid zu einem Flüssigkeitsmassendurchflussregler
und einem Verdampfer zu befördern.
Diese Systeme sind schwierig einzusetzen, da bei den peristaltischen Pumpen
zahlreiche Probleme, wie beispielsweise ein Defekt oder Ausfall
des Schlauchs, auftreten können. In
vielen Fällen
kann beispielsweise der Schlauch der Peristaltikpumpe verstopft
oder blockiert werden, was zu Ungleichmäßigkeit bei der Zuführung der Quecksilberchlorid-Flüssigkeitsstandardlösung zu dem
Flüssigkeitsmassendurchflussregler
führen kann.
Dies kann Ungenauigkeiten bei den Messungen herbeiführen, da
die effiziente Vermischung von Quecksilberchlorid mit dem Trägergas (z.
B. Luft oder Stickstoff) bedenklich sein kann.
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Zusätzlich kann
das Schlauchmaterial der Peristaltikpumpe reißen, was eine teure Instandsetzung
erfordert. Darüber
hinaus kann ein gerissener Schlauch einen Verschleiß und ein
Reißen
an dem Pumpenmotor selbst hervorrufen, was eine zusätzliche
Instandsetzung erfordert.
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An
sich besteht in der Technik ein Bedarf an der Entwicklung einer
zuverlässigen
und genauen Technologie, die in der Lage ist, den in einem Rauchgas-Abgasstrom
emittierten Quecksilberanteil zu messen. Insbesondere besteht ein
Bedarf nach einer alternativen Einrichtung zur Beförderung
der Quecksil berchlorid-Standardflüssigkeitslösung zu dem Flüssigkeitsmassendurchflussregler
und Verdampfer ohne Verwendung der Peristaltikpumpe. Es wäre vorteilhaft,
wenn die Einrichtung eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung
von Quecksilberanteilen ergeben könnte und keine aufwendigen
Wartungsmaßnahmen,
wie diejenigen für
Systeme, die Peristaltikpumpen verwenden, erfordern würde.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft einen Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger,
der einen Behälter,
der mit einer inerten siliziumbasierten Beschichtung überzogen
ist, zur Beförderung
einer Menge einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung zu
einem Flüssigkeitsmengendurchflussregler
und Verdampfer enthält.
Nachdem die wässrige
ionische Quecksilberlösung
erhitzt und mit einem unter Druck gesetzten Trägergas (z. B. Luft oder Stickstoff)
zerstäubt
worden ist, kann die zerstäubte
Standardmaterie in eine erhitzte Leitung, die mit einem Abgasschornstein
in Strömungsverbindung
steht, zur Analyse hinein getrieben werden. Der mit der inerten
siliziumbasierten Beschichtung beschichtete Behälter des Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann den Bedarf nach der Peristaltikpumpe verdrängen, wie
sie herkömmlich
in Vorrichtungen dieser Erzeugerart verwendet wird und bei der man
festgestellt hat, dass sie zahlreiche Betriebs- und Instandhaltungsprobleme hervorruft.
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An
sich ist die vorliegende Offenbarung auf einen verbesserten Standard-Quecksilber-Ionengas-Erzeuger
zur Verwendung in einem kontinuierlichen Emissionsüberwachungssystem
gerichtet. Der Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger weist einen mit
einer inerten siliziumbasierten Beschichtung beschichteten Behälter, einen
Flüssigkeitsdurchflussregler
und einen Verdamp fer auf. Zusätzlich
zu der inerten siliziumbasierten Beschichtung weist der Behälter ferner
eine wässrige
ionische Quecksilberlösung
auf. Der Flüssigkeitsmengendurchflussregler weist
einen wässrigen
Stabilisator auf.
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Die
vorliegende Offenbarung ist ferner auf einen Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger
gerichtet, der aufweist: einen Behälter, der eine an diesem aufgebrachte
inerte siliziumbasierte Beschichtung aufweist, wobei der Behälter ferner
darin eine wässrige
Quecksilberchloridlösung
und ein erstes unter Druck gesetztes Gas aufweist; einen Flüssigkeitsmengendurchflussregler,
der ein wässriges
Stabilisierungsmittel und ein zweites unter Druck stehendes Gas
aufweist; und einen Verdampfer.
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Die
vorliegende Offenbarung ist außerdem auf
ein Verfahren zur Verwendung des Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers
zur Erzeugung eines Standard-Quecksilber-Ionengases zur Verwendung
mit einem kontinuierlichen Emissionsüberwachungssystem gerichtet.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform
ein Verfahren zur Erzeugung eines Standard-Quecksilber-Ionengases, wobei das Verfahren
aufweist: Einleiten eines ersten unter Druck gesetzten Gases in
einen Behälter,
wobei der Behälter
eine inerte siliziumbasierte Beschichtung und eine wässrige ionische Quecksilberlösung aufweist,
um die wässrige
ionische Quecksilberlösung
in einen Flüssigkeitsmengendurchflussregler
zu drängen;
Einleiten eines zweiten unter Druck gesetzten Gases in den Flüssigkeitsmengendurchflussregler,
der die wässrige
ionische Quecksilberlösung
aufweist, um das zweite unter Druck gesetzte Gas und die wässrige ionische Quecksilberlösung in
einen Verdampfer zu treiben; und Erhitzung und Zerstäubung des
zweiten unter Druck gesetzten Gases und der wässrigen ionischen Quecksilberlösung in
dem Ver dampfer, um erhitzte zerstäubte Flüssigkeitströpfchen zu erzeugen.
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Weitere
Aufgaben und Merkmale erschließen
sich anschließend
und sind zum Teil hier nachfolgend explizit angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematisierte Darstellung eines Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Erzeugung eines ionischen Standard-Quecksilbergases.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft allgemein die Verwendung eines
verbesserten Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers zur Verwendung mit
der kontinuierlichen Emissionsüberwachung
von Quecksilber in Rauchgas-Abgasströmen. Insbesondere betrifft
die vorliegende Offenbarung die Verwendung eines Behälters, der
mit einer inerten siliziumbasierten Beschichtung überzogen
ist, zur Beförderung
einer Menge einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung
zu einem Flüssigkeitsmengendurchflussregler
und einem Verdampfer. Wenn die wässrige
ionische Quecksilberlösung
erhitzt und mit einem unter Druck gesetzten Trägergas (z. B. Luft oder Stickstoff)
zerstäubt
worden ist, kann die zerstäubte Standardsubstanz
in eine erhitzte Leitung, die mit einem Rauchgasschornstein in Strömungsverbindung steht,
zur Analyse getrieben werden. Gewöhnlich wird die zerstäubte wässrige ionische
Quecksilberlösung
unter Verwendung eines unter Druck stehenden Gases (z. B. Luft oder
Stickstoff) in die erhitzte Leitung hinein getrieben.
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Ein
kontinuierliches Emissionsüberwachungssystem
(CEMS, Continuous Emissions Monitoring System) für Quecksilber umfasst normalerweise
eine rohrförmige
Sondenanordnung, die zur Erfassung einer gasförmigen Abgasprobe an einen Rauchgasschornstein
bzw. -kamin angeschlossen ist. Das CEMS enthält ferner eine Ausstattung,
d. h. den Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger,
der in einem gewissen Abstand von der Sondenanordnung entfernt angeordnet
ist, um einen Quecksilber-Ionengas-Standard
zu erzeugen, um die erfasste Probe hinsichtlich des Vorhandenseins
von Quecksilber zu analysieren. Die verhältnismäßig kleine Konzentration von
Quecksilber, das in dem Abgasstrom vorhanden ist, wird kontinuierlich
gemessen und aufgezeichnet. Im Laufe der Zeit wird die Gesamtmenge des
emittierten Quecksilbers ermittelt. An sich ist eine Genauig keit
und Präzision
des kontinuierlichen Emissionsüberwachungssystems
und insbesondere des Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers wichtig.
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Der
Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger gemäß der vorliegenden Offenbarung
enthält:
einen mit einer inerten siliziumbasierten Beschichtung beschichteten
Vorratsbehälter;
einen Flüssigkeitsmengendurchflussregler;
und einen Verdampfer. Gewöhnlich
ist der Behälter
ein auffüllbares
Druckgefäß, das aus
Edelstahl hergestellt ist. Gewöhnlich
weist das nachfüllbare
Druckgefäß eine Größe von etwa 500
bis etwa 1000 mm auf.
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Wie
oben erwähnt,
ist die innere Oberfläche des
Behälters
unter Verwendung irgendeines in der Technik bekannten Verfahrens
(z. B. Spritzen, Anstreichen oder dergleichen) mit einer siliziumbasierten
Inertbeschichtung beschichtet. Die Beschichtung verhindert eine
chemische Wechselwirkung der wässrigen
ionischen Quecksilberlösung,
wie sie in größeren Einzelheiten
nachstehend beschrieben ist, mit irgendeiner der Innenseiten des
Behälters.
Zu besonders bevorzugten inerten siliziumbasierten Beschichtungen
gehören
Silcosteel-CR® und
Siltek®, die
beide von Restek Corporation, Bellefonte, Pennsylvania kommerziell
erhältliche
Inertbeschichtungen sind. Die Silcosteel-CR® hat
außerdem
einen besonders starken Korrosionswiderstand gezeigt.
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Die
Menge der Beschichtung an der Innenfläche des Behälters kann eine beliebige geeignete Menge
sein, wie sie in der Technik der Beschichtungen bekannt ist, und
wird gewöhnlich
in Abhängigkeit von
der Größe des Behälters und
der Menge der wässrigen
ionischen Quecksilberlösung,
die in den Behälter
eingeführt
werden soll, variieren. Gewöhnlich
wird die Innenfläche
des Behälters
mit einer Beschichtung einer Dicke von etwa 1 mm bis etwa 3 mm,
mehr geeignet von etwa 1 mm bis etwa 2 mm, beschichtet sein.
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Der
mit der inerten siliziumbasierten Beschichtung versehene Behälter des
Quecksilber-Ionengas-Standarderzeugers gemäß der vorliegenden Erfindung
kann den Bedarf an der in diesen Erzeugervorrichtungen konventionell
eingesetzten Peristaltikpumpe ersetzen. Wie oben erwähnt, weisen
herkömmliche
Vorrichtungen zahlreiche Betriebs- und Instandhaltungsprobleme auf,
die auf ein Verstopfen und Reißen
verschiedener bewegter Teile der Peristaltikpumpe zurückzuführen sind.
Diese Probleme sind nun durch Verwendung des mit der inerten siliziumbasierten
Beschichtung beschichteten Behälters in
Verbindung mit einem Druckgas zum Eintreiben einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung
in einen Flüssigkeitsmengendurchflussregler
beseitigt, wie dies in größeren Einzelheiten
nachstehend beschrieben ist. Insbesondere kann das Druckgas alleine
die wässrige
ionische Quecksilberlösung
durch den Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger
treiben, wodurch der Bedarf an bewegten Teilen und Teilen, die sich
abnutzen, was die Zuverlässigkeit
und Genauigkeit der Vorrichtung beeinträchtigen kann, beseitigt wird.
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Die
wässrige
ionische Quecksilberlösung kann
eine beliebige wässrige
ionische Quecksilberlösung
sein, wie sie in der Technik für
einen Fachmann bekannt ist. Gewöhnlich
wird die wässrige
ionische Quecksilberlösung
in einer Konzentration von zwischen etwa 10–6 Mol
pro Liter und etwa 10–10 Mol pro Liter verwendet.
Insbesondere kann die wässrige
ionische Quecksilberlösung
in einer Konzentration von etwa 10–6 Mol
pro Liter bis etwa 10–9 Mol pro Liter verwendet
werden. Eine besonders bevorzugte wässrige ionische Quecksilberlösung ist
wässriges
Quecksilberchlorid.
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Der
Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger enthält ferner einen Flüssigkeitsmengendurchflussregler.
Der Flüssigkeitsmengendurchflussregler treibt
die von dem Behälter
empfangene wässrige
ionische Quecksilberlösung
zu dem Verdampfer. Außerdem
treibt der Flüssigkeitsmengendurchflussregler
ein unter Druck stehendes Gas in den Verdampfer ein, damit dieses
sich mit der wässrigen
Quecksilberlösung
vermischt. Ein besonders bevorzugter Flüssigkeitsmengendurchflussregler
ist der Quantim® Coriolis
Mengendurchflusscontroller bzw. -regler mit Hastelloy-Coriolis-Rohr,
wie er von Brooks Instrument, einem Unternehmensbereich von Emerson Process
Management, Hatfield, Pennsylvania, kommerziell erhältlich ist.
Der Quantim Coriolis Massendurchflusscontroller arbeitet gewöhnlich bei
einer maximalen Temperatur von ungefähr 65°C. Die elektrische Durchflussmengeneingangsgröße beträgt zwischen
etwa 4 mA und etwa 20 mA, während
die elektrische Durchflussmengenausgangsgröße zwischen etwa 4 mA und etwa
20 mA beträgt.
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Im
Allgemeinen weist der Flüssigkeitsmengenflussregler
einen wässrigen
Stabilisator für
die wässrige
ionische Quecksilberlösung
auf. Ein beliebiges Stabilisierungsmittel für die wässrige ionische Quecksilberlösung, wie
es in der Technik bekannt ist, ist zur Verwendung als der wässrige Stabilisator
geeignet. Ein besonders bevorzugter wässriger Stabilisator ist Salzsäure. Insbesondere
ist eine 1-molare (M) Salzsäurelösung zur
Verwendung in dem Flüssigkeitsmengenflussregler,
der in dem Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, besonders geeignet. Ein weiterer geeigneter
Stabilisator ist Salpetersäure.
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Zusammen
mit dem auf Siliziumbasis inert beschichteten Behälter und
dem Flüssigkeitsmengenflussregler
enthält
der Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger gemäß der vorliegenden Offenbarung
ferner einen Verdampfer zur Erhitzung und Zerstäu bung der wässrigen ionischen Quecksilberlösung mit
einem Trägergas
auf, wie dies hier nachstehend beschrieben ist. Es kann ein beliebiger Verdampfer,
wie er in der Technik der kontinuierlichen Emissionsüberwachung
(CEM) bekannt ist, in dem Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Ein besonders bevorzugter Verdampfer
ist ein MSP TurboVaporizer®, wie er von Brooks Instrument,
einem Unternehmensbereich von Emerson Process Management, Hatfield,
Pennsylvania, kommerziell erhältlich ist.
Der MSP TurboVaporizer® enthält eine Heizvorrichtung mit
200 Watt Leistung, 120 Volt Wechselspannung und ist in der Lage,
mehr als 5 Gramm einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung
pro Minute aufzuheizen und zu zerstäuben. Der MSP TurboVaporizer® bietet
somit eine viel höhere
Durchsatzrate, als sie von dem Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger
gemäß der vorliegenden
Erfindung benötigt
wird. An sich sollte es in der Technik verständlich sein, dass ein kleinerer,
günstigerer
Verdampfer eingesetzt werden könnte,
ohne dass von dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung abgewichten
wird.
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Indem
nun auf 1 Bezug genommen wird, wird
der Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger, wie vorstehend beschrieben,
zur Erzeugung eines Quecksilber-Ionengas-Standards(-Anteils) für ein kontinuierliches
Emissionsüberwachungssystem
verwendet. Insbesondere wird zunächst
ein erstes unter Druck gesetztes Gas 100 in einen Vorratsbehälter 110 eingebracht.
Der Behälter 110 enthält eine
inerte siliziumbasierte Beschichtung 120 an seinen Innenwänden sowie
eine wässrige
ionische Quecksilberlösung 130.
Gewöhnlich
wird das erste Druckgas 100 unter Verwendung eines Luftverdichters
oder eines Druckgaszylinders (nicht veranschaulicht) unter Druck
gesetzt und in den Behälter 110 gedrückt. Das erste
Druckgas 100 steht unter einem Druck von zwischen etwa
0,5 psi und 4,0 psi. Mehr geeigneter weise steht das erste Druckgas
unter einem Druck von etwa 1,0 psi bis etwa 2,0 psi.
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Ein
geeignetes Gas zur Verwendung als das erste Druckgas kann Luft,
Argon und Stickstoff enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Gas Luft. Luft, die gewöhnlich
als Reinluft bevorzugt wird, ist im Einsatz deutlich günstiger
im Vergleich zu anderen Gasen.
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Wenn
es in den Behälter 110 eingeleitet
worden ist, treibt das erste Druckgas 100 die wässrige ionische
Quecksilberlösung 130 aus
dem Behälter 110 heraus
in einen Flüssigkeitsmengenflussregler 210 hinein.
Gewöhnlich
wird die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 in
den Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 mit
einer Durchflussrate von zwischen etwa 0,1 Gramm pro Minute (g/Min)
und etwa 4,0 g/Min hinein getrieben. Geeigneterweise wird die wässrige ionische
Quecksilberlösung 130 in den
Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 mit
einer Durchflussrate von etwa 1,5 g/Min hinein getrieben.
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Gemeinsam
mit der wässrigen
ionischen Quecksilberlösung 130 wird
ein zweites Druckgas (das hier auch als ein unter Druck gesetztes
Trägergas
bezeichnet wird) 200 in den Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 eingeleitet.
Wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Druckgas 100,
wird das zweite Druckgas 200 unter Verwendung eines (nicht veranschaulichten)
Luftkompressors oder Druckgaszylinders unter Druck gesetzt und in
den Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 gedrückt. Das
zweite Druckgas 200 steht gewöhnlich unter einem Druck von
etwa 20 psi bis etwa 90 psi. Geeigneterweise steht das zweite Druckgas 200 unter
einem Druck von etwa 45 psi.
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Ein
geeignetes Gas zur Verwendung als das zweite Druckgas kann beispielsweise
Luft und Stickstoff enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Gas Luft. Luft wird gewöhnlich als
Reinluft bevorzugt und ist im Vergleich zu anderen Gasen deutlich
kostengünstiger
zu verwenden.
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Wie
oben erwähnt,
enthält
der Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 gewöhnlich ein
(nicht veranschaulichtes) wässriges
Stabilisierungsmittel, wie beispielsweise Salzsäure oder Salpetersäure, um
die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 daran
zu hindern, mit den Seiten des Flüssigkeitsmengendurchflussreglers 210 wechselzuwirken.
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Von
dem Flüssigkeitsmengendurchflussregler 210 werden
das zweite Druckgas (d. h. das unter Druck stehende Trägergas) 200 und
die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 zu
dem Verdampfer 310 getrieben, in dem das zweite Druckgas 200 und die
wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 erhitzt und
zerstäubt
werden. Gewöhnlich
wird der Verdampfer ungefähr
10 Minuten bis etwa 45 Minuten lang erhitzt, bevor das Druckgas 200 und
die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 eingebracht
werden.
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Geeigneterweise
wird das zweite Druckgas 200 in den Verdampfer 310 mit
einem Durchsatz von etwa 0,1 Liter pro Minute (L/Min) bis etwa 20
L/Min getrieben. Die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 wird
geeigneterweise mit einem Durchsatz von zwischen etwa 0,1 g/Min
bis etwa 4,0 g/Min in den Verdampfer 310 hinein getrieben.
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Das
zweite Druckgas 200 und die wässrige ionische Quecksilberlösung 130 werden
in dem Verdampfer 310 auf eine Temperatur von wenigstens 180°C erhitzt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden das zweite
Druckgas 200 und die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 auf eine
Temperatur von 180°C
bis etwa 200°C
erhitzt. Die Temperatur des Verdampfers 310 kann unter
Verwendung wenigstens eines Temperatur grenzwertreglers geregelt
werden. In einer Ausführungsform, wie
sie in 1 veranschaulicht ist, sind zwei Temperaturgrenzwertregler 320 und 322 vorhanden.
Gewöhnlich überwacht
ein erster Temperaturgrenzwertregler 320 die Temperatur
innerhalb des Verdampfers 310, während ein zweiter Temperaturgrenzwertregler 322 die
(nicht veranschaulichte) Heizvorrichtung steuert bzw. regelt, um
die Temperatur des Verdampfers 310 aufrechtzuerhalten.
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Gewöhnlich werden
das zweite Druckgas und die wässrige
ionische Quecksilberlösung
in dem Verdampfer über
eine Verweilzeitdauer von etwa 0,1 Sekunden bis etwa 3 Sekunden
hinweg kontinuierlich erwärmt.
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Unter
diesen Bedingungen erhitzt der Verdampfer 310 das zweite
Druckgas 200 und die wässrige
ionische Quecksilberlösung 130 und
zerstäubt diese
nahezu sofort, unverzögert,
um erhitzte zerstäube
Flüssigkeitströpfchen zu
bilden. Die Flüssigkeitströpfchen sind
geeignete aerosolartige Tröpfchen
(nicht veranschaulicht), die eine Größe von etwa 2 Mikron bis etwa
5 Mikron aufweisen.
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Nachdem
die Flüssigkeitströpfchen erzeugt worden
sind, werden die Tröpfchen
aus dem Verdampfer heraus in eine (nicht veranschaulichte) erwärmte Leitung
hinein getrieben. Gewöhnlich
werden die Flüssigkeitströpfchen aus
dem Verdampfer mit einer Rate von etwa 20 psig bis etwa 100 psig,
mehr geeignet mit einer Rate von etwa 20 psig bis etwa 30 psig,
herausgetrieben. In einer Ausführungsform,
wie sie in 1 veranschaulicht ist, verbraucht
der Verdampfer 310 Energie in einer derartigen Menge, dass er
eine Be- und Entlüftung
erfordert. An sich ist eine Be- und Entlüftungseinrichtung 340 mit
dem Verdampfer 310 gekoppelt. Es sollte für einen
Fachmann verständlich
sein, dass der Verdampfer 310, obwohl er gemeinsam mit
einer Lüftungseinrichtung 340 veranschaulicht
ist, keine Be- und Entlüftung
erfordern kann, ohne dass von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung
abgewichen wird.
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Die
erhitzte Leitung steht für
Analysezwecke mit einem (nicht veranschaulichten) Rauchgasschornstein
bzw. -kamin in Strömungsverbindung. Insbesondere
ist die erhitzte Leitung gewöhnlich
Teil einer rohrförmigen
Sondenanordnung, die in Strömungsverbindung
mit einem Rauchgasschornstein angeordnet ist, um eine gasförmige Abgasprobe
zu akquirieren. Die erhitzte Leitung verläuft gewöhnlich über eine Strecke von etwa 5
Fuß bis
etwa 1000 Fuß, und
geeigneterweise von 50 Fuß bis
etwa 600 Fuß, um
den Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger für Analysezwecke an den Rauchgasschornstein
anzuschließen.
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Bei
der Einführung
von Elementen der vorliegenden Erfindung oder deren bevorzugter
Ausführungsformen
sollen die Artikel „ein", „eine", „der", „die" und „das" bedeuten, dass ein
oder mehrere derartige Elemente vorhanden sind. Die Ausdrücke „aufweisen", „enthalten" und „umfassen" sollen im inklusiven
Sinne verstanden werden und bedeuten, dass außer den angegebenen Elementen
weitere Elemente vorhanden sein können.
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Da
an den oben angegebenen Konstruktionen und Verfahren verschiedene
Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Rahmen der Offenbarung zu verlassen, soll alles, was in
der obigen Beschreibung enthalten und in den beigefügten Zeichnungen
veranschaulicht ist, in einem veranschaulichenden und nicht in einem
beschränkenden Sinne
interpretiert werden.
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Es
ist ein Erzeuger eines ionischen Standard-Quecksilbergases zur Verwendung
bei der kontinuierlichen Emissionsüberwachung von Rauchgas- und
Abgasströmen
beschrieben. Der Quecksilber-Ionengas-Standarderzeuger nutzt insbesondere
einen Behälter 110,
der mit einer inerten siliziumbasierten Beschichtung 120 beschichtet
ist, um eine Menge einer wässrigen
ionischen Quecksilberlösung 130 zu einem
Flüssigkeitsmengenflussregler 210 und
einem Verdampfer 310 zu befördern.
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- 100
- Erstes
Druckgas
- 110
- Behälter
- 120
- Siliziumbasierte
Beschichtung
- 130
- Wässrige ionische
Quecksilberlösung
- 200
- Zweites
Druckgas
- 210
- Flüssigkeitsmengenflussregler
- 310
- Verdampfer
- 320
- Erster
Temperaturgrenzwertregler
- 322
- Zweiter
Temperaturgrenzwertregler
- 340
- Be-
und Entlüftungseinrichtung