DE69916083T2

DE69916083T2 - DEVICE AND METHOD FOR COLLECTING GASEOUS MERCURY AND FOR DIFFERENTIATING DIFFERENT MERCURY COMPONENTS

Info

Publication number: DE69916083T2
Application number: DE69916083T
Authority: DE
Inventors: H. Frank SCHAEDLICH; R. Daniel SCHNEEBERGER
Original assignee: Tekran Inc
Current assignee: Tekran Instruments Corp
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: DE69916083D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Detektieren und Einfangen von Quecksilber für Luft oder andere Gase, und beschäftigt sich insbesondere mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Quecksilberspeziation, welche zwischen unterschiedlichen Komponenten von gasförmigem Quecksilber unterscheiden können. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der Unterscheidung zwischen den verschiedenen Komponenten von Quecksilber in der Umgebungsluft und Abgasen, und zwar gasförmiger elementarer Quecksilberdampf, gasförmige ionische wasserlösliche Verbindungen von Quecksilber und teilchenförmiges gebundenes Quecksilber.The The present invention relates to detection and capture of mercury for air or other gases, and busy in particular with a device and a method for Mercury Specification, which is between different components of gaseous Can distinguish mercury. The invention deals particularly with the distinction between the different Components of mercury in the ambient air and exhaust gases, and more gaseous elemental mercury vapor, gaseous ionic water-soluble compounds of mercury and particulate bound mercury.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Detektion von Quecksilber und die Speziation von Quecksilber in Umgebungsluft sowie in Abgasen. Es gibt drei grundlegende Komponenten oder Hauptkomponenten von gasförmigem oder luftgetragenem Quecksilber, nämlich: gasförmiger elementarer Quecksilberdampf, gasförmige ionische wasserlösliche Quecksilberverbindungen und teilchenförmiges gebundenes Quecksilber. Die Hauptkomponente der drei Grundbestandteile von gasförmigem oder luftgetragenem Quecksilber ist gasförmiges elementares Quecksilber Hg⁰, d. h. nicht ionisierter Quecksilberdampf. Gasförmige ionische wasserlösliche Quecksilberverbindungen sind im Allgemeinen unter den folgenden Sammelbezeichnungen bekannt: reaktives gasförmiges Quecksilber (RGM, reactive gaseous mercury), ionisches Quecksilber, oder Hg (II) oder Hg²⁺. Diese Klasse an Verbindungen besteht beinahe ausschließlich aus Quecksilberchlorid, HgCl₂, da diese Verbindung durch Verbrennungsprozesse erzeugt wird, in denen freies Chlor vorhanden ist (z. B. Kohlekraftwerke, Müllverbrennungsanlagen, etc.). Teilchenförmiges gebundenes Quecksilber umfasst Teilchen, an die Quecksilber gebunden ist. In der Umgebungsluft liegt der Großteil des Quecksilbers in Teilchenform in kleinen Teilchen mit einem Durchmesser von < 2,5 μm (Mikron) vor.The present invention relates to the detection of mercury and the speciation of mercury in ambient air and in exhaust gases. There are three basic components or main components of gaseous or airborne mercury, namely: gaseous elemental mercury vapor, gaseous ionic water-soluble mercury compounds and particulate bound mercury. The main component of the three basic components of gaseous or airborne mercury is gaseous elemental mercury Hg ⁰ , ie non-ionized mercury vapor. Gaseous ionic water-soluble mercury compounds are generally known under the following collective names: reactive gaseous mercury (RGM, reactive gaseous mercury), ionic mercury, or Hg (II) or Hg ²⁺ . This class of compounds consists almost exclusively of mercury chloride, HgCl ₂ , since this compound is generated by combustion processes in which free chlorine is present (e.g. coal-fired power plants, waste incineration plants, etc.). Particulate bound mercury includes particles to which mercury is bound. Most of the mercury in the ambient air is in particle form in small particles with a diameter of <2.5 μm (microns).

In der Grunduamgebungsluft macht elementares Quecksilber im Allgemeinen 90–98% des gesamten Quecksilbers aus. Bei Abgasen sind die Anteile eher etwas gleichmäßiger verteilt. Selbst bei Umgebungsluft ist der geringe Anteil an reaktivem gasförmigem Quecksilber jedoch extrem wichtig, da dieses sich lokal ablagert und aufgrund seiner Wasserlöslichkeit eine wesentlich größere örtliche Gefahr darstellt. Elementares Quecksilber, das im Allgemeinen in der Atmosphäre eine Lebensdauer von 6–12 Monaten aufweist, wird oft weit entfernt von seiner Quelle abgelagert. Das RGM ist in einer sehr geringen Konzentration, z. B. 10–50 pg/m³, vorhanden, so dass es vor der Analyse vorkonzentriert werden muss.In the ambient air, elemental mercury generally makes up 90–98% of the total mercury. In the case of exhaust gases, the proportions are distributed somewhat more evenly. Even with ambient air, however, the low proportion of reactive gaseous mercury is extremely important, since it is deposited locally and, because of its water solubility, represents a much greater local hazard. Elemental mercury, which generally has a lifespan of 6–12 months in the atmosphere, is often deposited far from its source. The RGM is in a very low concentration, e.g. B. 10-50 pg / m ³ , so that it must be pre-concentrated before analysis.

Auf dem Fachgebiet sind Vorschläge eingebracht worden, um Quecksilber zu messen und einen gewissen Grad an Quecksilberspeziation bereitzustellen, d. h. das getrennte Messen zweier oder mehrere Quecksilberkomponenten. Ein Vorschlag findet sich in einem Artikel mit dem Titel „Atmospheric Mercury Speciation: Concentrations and Behaviour of Reactive Gases, Mercury in Ambient Air" von S. E. Lindberg et al. (Environmental Science and Technology 1998, Vol. 32, Nr. 1, S. 49–57). Hierin wird die Verwendung einer Schnellfluss-Rücklaufnebelkammer vorgeschlagen. Diese funktioniert, indem die Luftprobe durch Wasser gezogen wird, das als feines Aerosol verteilt ist. Wasserlösliche Gase werden durch den zerstäubten Nebel adsorbiert, und die die gewaschenen reaktiven Quecksilbergase enthaltenden Tropfen verbinden sich auf der Oberfläche einer hydrophoben Membran und fließen dann in die Kammer zurück. Das geringe erforderliche Lösungsvolumen macht Probennahmezeiten in der Größenordnung von einer Stunde möglich. Gleichzeitig kann das gesamte gasförmige Quecksilber auf goldbeschichteten Sandabsorbern gesammelt werden, wobei jedoch festgestellt werden muss, dass diese Technik das gesamte gasförmige Quecksilber einschließlich dem RGM einsammelt. Teilchenförmiges Quecksilber wird durch einen externen Filter eingefangen, der auch einen gewissen Anteil des RGM auffängt. Die Nebelkammer weist ebenfalls einen Teilchenfilter auf. Die Verwendung dieser Filter neigt dazu, manche der RGM-Ergebnisse niedrig zu bewerten. Die Lösungen aus der Nebelkammer wurden durch ein Nassverfahren analysiert, das die Reduktion der wasserlöslichen Quecksilberionen zu Hg⁰ durch Zinnchlorid notwendig macht. Das Quecksilber wird mittels Standardverfahren aus dem Gemisch in ein Trägergas abgeführt und auf eine Goldkartusche vorkonzentriert. Das gesamte gasförmige Quecksilber wurde auf dem Goldabsorber auf bekannte Art und Weise unter Verwendung von Kaltdampf-Atomfluoreszenz detektiert. Es ist erwähnenswert, dass bei diesem Verfahren die Quecksilberarten nicht alle zusammen bestimmt werden, sondern dass separate Detektionsverfahren erforderlich sind, und zudem ist das Verfahren aufgrund der Nassverfahren, die zur Analyse des gesammelten RGM erforderlich sind, weder stetig noch für die Automatisierung geeignet.Suggestions have been made in the art to measure mercury and to provide some degree of mercury specification, that is, to measure two or more mercury components separately. A proposal can be found in an article entitled "Atmospheric Mercury Speciation: Concentrations and Behavior of Reactive Gases, Mercury in Ambient Air" by SE Lindberg et al. (Environmental Science and Technology 1998, Vol. 32, No. 1, p. 49-57), which suggests the use of a fast flow return mist chamber that works by drawing the air sample through water that is dispersed as a fine aerosol, water-soluble gases are adsorbed by the atomized mist, and the drops containing the washed reactive mercury gases bond on the surface of a hydrophobic membrane and then flow back into the chamber. The small volume of solution required makes sampling times of the order of an hour possible. At the same time, all of the gaseous mercury can be collected on gold-coated sand absorbers, although it must be determined that these Technology the entire gaseous mercury it, including the RGM. Particulate mercury is captured by an external filter that also traps a certain percentage of the RGM. The cloud chamber also has a particle filter. The use of these filters tends to underestimate some of the RGM results. The solutions from the cloud chamber were analyzed by a wet method, which necessitates the reduction of the water-soluble mercury ions to Hg ⁰ by tin chloride. The mercury is removed from the mixture into a carrier gas using standard methods and preconcentrated on a gold cartridge. All of the gaseous mercury was detected on the gold absorber in a known manner using cold vapor atomic fluorescence. It is worth noting that this method does not all determine the types of mercury together, but that separate detection methods are required, and furthermore, the method is neither continuous nor suitable for automation due to the wet methods that are required to analyze the collected RGM.

Ein weiterer Vorschlag ist in dem Artikel mit dem Titel „Sampling and Determination of Gas Phase Divalent Mercury in the Air using a KCl Coated Denuder" von Z. Xiao et al. (Fresenius Journal of Analytic Chemistry, 358: 386–391 (1997)) zu finden. Das darin nahegelegte Verfahren verwendet KCl-Zersetzungszellen, die durch Beschichten geeignet dimensionierter Glasröhren mit KCl aus einer gesättigten KCl-Lösung hergestellt wurden. Die angeführten Versuche zeigen, dass gasförmiges elementares Quecksilber (Hg⁰) einfach durch die Zersetzungszellen hindurchtritt, ohne adsorbiert zu werden, und es wurde – abgesehen von einigen offensichtlichen systematischen Fehlern – ein 100%iger „Durchlass" des elementaren Quecksilberdampfs berichtet. Zur Feldprobennahme wurden zwei Reihen aufgestellt, eine zum Sammeln der gasförmigen Hg²⁺-Spezies mittels einer KCl-Zersetzungszelle und die andere zur herkömmlichen Probennahme des gesamten gasförmigen Quecksilbers. Es ist festzustellen, dass die effektive Rückgewinnung und Analyse des eingefangenen Quecksilbers einer Zersetzungszelle ein wichtiger Schritt ist. Hierbei wird das Quecksilber durch HCl-Extraktion gefolgt von CVAFS (Cooled Vapor Atomic Fluorescent Spectroscopy, Kaltdampf-Atomfluoreszenzspektroskopie) rückgewonnen wird. Ein solches Verfahren ist wiederum komplex und eignet sich nicht für eine kontinuierliche Überwachung bzw. kann auch nicht einfach automatisiert werden.Another suggestion is in the article entitled "Sampling and Determination of Gas Phase Divalent Mercury in the Air using a KCl Coated Denuder" by Z. Xiao et al. (Fresenius Journal of Analytic Chemistry, 358: 386-391 (1997) The method suggested therein uses KCl decomposition cells, which are suitably dimensioned by coating ter glass tubes with KCl were made from a saturated KCl solution. The experiments listed show that gaseous elemental mercury (Hg ⁰ ) simply passes through the decomposition cells without being adsorbed, and - apart from some obvious systematic errors - a 100% "passage" of the elemental mercury vapor has been reported. Field trials have been carried out two rows were set up, one for collecting the Hg ²⁺ gaseous species using a KCl decomposition cell and the other for conventional sampling of all gaseous mercury, and it is important to note that the effective recovery and analysis of the captured mercury from a decomposition cell is an important step. Here, the mercury is recovered by HCl extraction followed by CVAFS (Cooled Vapor Atomic Fluorescent Spectroscopy, cold vapor atomic fluorescence spectroscopy), which in turn is complex and is not suitable for continuous monitoring or simply cannot be auto be matatised.

Eine weitere Reihe von Entwicklungen und Versuchen wurde von K. Larjava und anderen wie folgt berichtet: „Development and Laboratory Investigations of a Denuder Sampling System for the Determination of Heavy Metal Species in Flue Gases at Elevated Temperatures" von K. Larjava et al. (International Journal of Environmental & Analytical Chemistry, 38: 31–45 (1990)); „Application of the Diffusion Screen Technique to the Determination of Gaseous Mercury and Mercury (II) Chloride in Flue Gases" von K. Larjava et al., zur Veröffentlichung im International Journal of Environmental & Analytical Chemistry angenommen; und „On the measurement of Volatile Metal Species at Elevated Temperatures" von K. Larjava – Dissertation zur Erlangung des Grads des Doktors der Technologie, die am 21. Mai 1993 an der Helsinki University of Technology eingereicht wurde.A Another series of developments and trials was by K. Larjava and others reported as follows: “Development and Laboratory Investigations of a Denuder Sampling System for the Determination of Heavy Metal Species in Flue Gases at Elevated Temperatures "by K. Larjava et al. (International Journal of Environmental & Analytical Chemistry, 38: 31-45 (1990)); "Application of the Diffusion Screen Technique to the Determination of Gaseous Mercury and Mercury (II) Chlorides in Flue Gases "by K. Larjava et al., For publication accepted in the International Journal of Environmental & Analytical Chemistry; and "On the measurement of Volatile Metal Species at Elevated Temperatures "by K. Larjava - Dissertation to obtain the degree of Doctor of Technology on the 21st May 1993 at the Helsinki University of Technology.

Hierbei wird wiederum die Verwendung von ringförmigen Zersetzungszellenröhren offenbart, die mit Kaliumchlorid beschichtet sind, um Quecksilberspezies zu sammeln. Diese Publikationen konzentrieren sich auf die Grundlagenforschung und lehren kein vollständiges funktionierendes Instrument, das eine Quecksilberdampfspeziation vornehmen kann.in this connection again the use of annular decomposition cell tubes is disclosed, which are coated with potassium chloride to form mercury species collect. These publications focus on basic research and don't teach a complete one working instrument that is a mercury vapor speciation can make.

Bekannte Verfahren weisen dementsprechend eine Reihe von Nachteilen auf. Im Allgemeinen benötigen sie einen Zersetzungszellenkollektor oder dergleichen, der aus der Vorrichtung entnommen wird und mittels Nassverfahren analysiert wird. Ein solches Verfahren eignet sich weder für die kontinuierliche Überwachung noch für ein automatisiertes System.Known Accordingly, methods have a number of disadvantages. Generally need they have a decomposition cell collector or the like that comes from the Device is removed and analyzed using the wet method becomes. Such a method is not suitable for continuous monitoring still for an automated system.

Ein weiteres Problem bei der Detektion von RGM, das auf dem Gebiet nicht vollständig erforscht worden ist, besteht darin, dass herkömmliche ionische Quecksilberverbindungen eine starke Affinität aufweisen, auf einer Vielzahl von Oberflächen zu adsorbieren. In diesem Sinne ist ionisches Quecksilber „klebrig" und äußerst schwierig zu handhaben. Angesichts der Tatsache, dass das Problem darin besteht, sehr geringe Mengen an ionischem Quecksilber zu detektieren, adsorbiert die geringe vorhandene Menge umgehend auf Leitungen, Ventile und andere Verbindungsstücke, was jegliche vorgenommene Messung verzerrt.On another problem with the detection of RGM that is not in the field Completely It has been researched that conventional ionic mercury compounds have a strong affinity on a variety of surfaces to adsorb. In this sense, ionic mercury is "sticky" and extremely difficult to handle. Given the fact that the problem is very much Detect small amounts of ionic mercury adsorbed the small amount immediately available on lines, valves and other connectors, which distorts any measurement made.

Ein weiteres Problem bei der Bestimmung von RGM ist es, dass es sehr schwierig ist, RGM vom teilchenförmigen Quecksilber zu trennen. Früher ist dies besonders schwierig gewesen, da ein bekanntes Verfahren darin besteht, einen Teilchenfilter stromauf einer Zersetzungszelle bereitzustellen, um das teilchenförmige Quecksilber herauszufiltern. Aufgrund der Eigenschaften von reaktivem gasförmigem Quecksilber würde sich jedoch ein Teil von diesem auf den Teilchenfiltern sammeln, was zu einer fälschlich niedrigen Ablesung der gemessenen Menge an reaktivem gasförmigem Quecksilber führen würde.On Another problem with determining RGM is that it is very is difficult to get RGM from particulate Separate mercury. Earlier this has been particularly difficult since it is a known procedure consists of a particle filter upstream of a decomposition cell to provide to filter out the particulate mercury. Due to the properties of reactive gaseous mercury would however, collect some of this on the particle filters what to a fake low reading of the measured amount of reactive gaseous mercury to lead would.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die Erfinder haben erkannt, dass es beim Messen von Quecksilberdampf, einschließlich reaktivem gasförmigem Quecksilber, notwendig ist, zusätzliche Schritte durchzuführen, um sicherzustellen, dass sich das reaktive gasförmige Quecksilber nicht auf Oberflächen ansammelt, bevor es die Detektionsvorrichtung erreicht hat, die sein Vorhandensein detektieren soll.The Inventors realized that when measuring mercury vapor, including reactive gaseous Mercury, additional is necessary Steps to take to make sure that the reactive gaseous mercury is not on surfaces accumulates before it reaches the detection device that to detect its presence.

Zudem richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren, das eine kontinuierliche und automatisierte Messung von Quecksilberdampf, einschließlich der Speziation der drei Hauptkomponenten, nämlich gasförmiger elementarer Quecksilberdampf, gasförmige ionische wasserlösliche Quecksilberverbindungen oder reaktives gasförmiges Quecksilber, und teilchenförmiges gebundenes Quecksilber, ermöglicht. Genauer gesagt legt die vorliegende Erfindung das Detektieren dieser drei Elemente in einer bestimmten Reihenfolge nahe, wobei geeignete Detektionsverfahren verwendet werden, die einander nicht stören.moreover The present invention is directed to a method that a continuous and automated measurement of mercury vapor, including the specification of the three main components, namely gaseous elemental mercury vapor, gaseous ionic water soluble Mercury compounds or reactive gaseous mercury, and particulate bound Mercury. More specifically, the present invention provides for the detection of these three elements in a certain order close, using appropriate detection methods be used that do not bother each other.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf das Bereitstellen einer Verbesserung bei der Analyse von Proben, die in Zersetzungszellen oder anderen Adsorptions einheiten, die mit Kaliumchlorid oder anderen zum Detektieren von Quecksilber geeigneten Beschichtungen beschichtet sind, gesammelt wurden. Genauer gesagt zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die Verwendung komplexer Nasschemieverfahren zu vermeiden, die für einen automatisierten Betrieb nicht geeignet sind.The The present invention is also directed to providing one Improvement in the analysis of samples in decomposition cells or other adsorption units with potassium chloride or others Coating suitable for detecting mercury are collected. More specifically, the present invention aims to avoid using complex wet chemistry processes, the for automated operation is not suitable.

In der Umgebungsluft macht elementares Quecksilber im Allgemeinen 90–98% des gesamten Quecksilbers aus. Der geringe verbleibende reaktive Anteil ist jedoch extrem wichtig, da er sich lokal ablagert und aufgrund seiner Wasserlöslichkeit ein wesentlich größeres örtliches Problem darstellt als elementares Quecksilber, das im Allgemeinen eine Lebensdauer in der Atmosphäre von 6–12 Monaten hat.In the ambient air generally makes up 90–98% of elemental mercury all mercury. The small remaining reactive part is extremely important, however, because it deposits locally and due to its water solubility a much larger local Problem represents as elemental mercury that in general a lifetime in the atmosphere from 6-12 Months.

Das reaktive gasförmige Quecksilber liegt in sehr geringen Konzentrationen vor (die Werte betragen üblicherweise 10–50 pg/m³). Vor der Analyse muss es vorkonzentriert werden. Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die als Eingangseinheit oder Zwischeneinheit eines herkömmlichen Quecksilberanalysators verwendet werden kann, durch die Luft in einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, üblicherweise 10 Liter pro Minute, über einen variablen Zeitraum, üblicherweise 40 min bis 2 h, hindurchtreten kann, um die Vorkonzentration durchzuführen.The reactive gaseous mercury is present in very low concentrations (the values are usually 10-50 pg / m ³ ). It must be pre-concentrated before analysis. The present invention provides an apparatus which can be used as an input unit or intermediate unit of a conventional mercury analyzer through which air can pass at a high flow rate, typically 10 liters per minute, over a variable period of time, typically 40 minutes to 2 hours to carry out the pre-concentration.

Die vorliegende Erfindung weist zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Wenn ein regenerierbarer Teilchenfilter bereitgestellt ist, dann können die drei Hauptkomponenten oder das gasförmige Quecksilber getrennt und analysiert werden. Dies kann kontinuierlich und auf automatisierte Art und Weise durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung stellt bei bevorzugten Ausführungsformen einen regenerierbaren Teilchenfilter bereit, der stromab einer Zersetzungszelle angeordnet ist, so dass er die Sammlung von reaktivem gasförmigem Quecksilber in der Zersetzungszelle nicht stört.The present invention has numerous advantages over that State of the art. If a regenerable particle filter is provided then you can the three main components or the gaseous mercury separated and be analyzed. This can be done continuously and in an automated way and way performed become. The present invention provides one in preferred embodiments regenerable particle filter ready, downstream of a decomposition cell is arranged so that it is the collection of reactive gaseous mercury does not interfere in the decomposition cell.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Detektionsmodul bereitgestellt, um luftgetragenes reaktives gasförmiges Quecksilber zu detektieren und um zusammen mit Quecksilberanalyseanordnungen verwendet zu werden, wobei das Detektionsmodul Folgendes umfasst:
eine Zersetzungszelle oder Adsorptionseinheit mit einer ausgedehnten Transferfläche und einer Beschichtung auf der Transferfläche, um reaktives gasförmiges Quecksilber eines durch die Zersetzungszelle hindurchtretenden Gases zu adsorbieren, wobei die Zersetzungszelle einen Zersetzungszelleneinlass für eine Gasprobe mit reaktivem gasförmigem Quecksilber und einen Zersetzungszellenauslass zum Anschließen an ein Pumpmittel aufweist, um die Gasprobe durch die Zersetzungszelle hindurch zu ziehen; und
einen ersten Einlass für ein Spülgas, das im Wesentlichen frei von Quecksilberdampf ist, zum Ausspülen aus der Zersetzungszelle und an den Zersetzungszelleneinlass anschließbar; sowie
eine Heizeinrichtung, um das auf der Beschichtung adsorbierte reaktive gasförmige Quecksilber als gasförmigen elementaren Quecksilberdampf zur Messung abzugeben.In accordance with a first aspect of the present invention, there is provided a detection module to detect airborne reactive gaseous mercury and to be used in conjunction with mercury analysis arrangements, the detection module comprising:
a decomposition cell or adsorption unit with an extended transfer surface and a coating on the transfer surface in order to adsorb reactive gaseous mercury of a gas passing through the decomposition cell, the decomposition cell having a decomposition cell inlet for a gas sample with reactive gaseous mercury and a decomposition cell outlet for connection to a pumping medium, to draw the gas sample through the decomposition cell; and
a first inlet for a purge gas, which is essentially free of mercury vapor, for purging out of the decomposition cell and connectable to the decomposition cell inlet; such as
a heating device in order to release the reactive gaseous mercury adsorbed on the coating as gaseous elemental mercury vapor for measurement.

Die Adsorptionseinheit kann eine beliebige geeignete Vorrichtung sein, die eine ausgedehnte Fläche zur Adsorption von RGM bereitstellt und Quecksilber durch Erhitzen freisetzen kann. Es wird eine Zersetzungszellenkonfiguration bevorzugt, in der teilchenförmiges Quecksilber vorhanden ist, da dies ein Hindurchtreten des teilchenförmigen Quecksilbers zur Sammlung in einem Filter zulässt. Für andere Verwendungszwecke, insbesondere wenn es nicht um teilchenförmiges Quecksilber geht, können auch andere Adsorptionseinheitkonfigurationen, wie z. B. gepackte Quarzchips, bereitgestellt werden.The Adsorption unit can be any suitable device which is an extensive area for adsorbing RGM and mercury by heating can release. A denuder configuration is preferred in the particulate Mercury is present as this is a passage of the particulate mercury allows for collection in a filter. For others Uses, especially when it is not particulate mercury can, too other adsorption unit configurations, e.g. B. packed quartz chips, to be provided.

Die Heizeinrichtung schließt vorzugsweise ein erstes Heizelement sein, das um die Zersetzungszelle angeordnet ist, sowie einen Heizregler, der an das erste Heizelement angeschlossen ist, wobei der erste Heizregler die Temperatur des ersten Heizelements auf eine erste Temperatur, bei der die Zersetzungszelle bewirkt, dass das reaktive gasförmige Quecksilber adsorbiert wird, und auf eine zweite, erhöhte Temperatur regulieren kann, bei der an die Zersetzungszelle adsorbierte reaktive gasförmige Quecksilberverbindungen zerfallen und Quecksilber als gasförmigen elementaren Quecksilberdampf freisetzen.The Heater closes preferably be a first heating element around the decomposition cell is arranged, and a heating controller connected to the first heating element is connected, the first heating controller being the temperature of the first heating element to a first temperature at which the decomposition cell causes the reactive gaseous Mercury is adsorbed, and to a second, elevated temperature can regulate the reactive adsorbed to the decomposition cell gaseous mercury compounds decay and mercury as gaseous elemental mercury vapor release.

Die Vorrichtung schließt vorzugsweise ein Detektionsmodulgehäuse ein, in dem die Zersetzungszelle befestigt ist, wobei sich der Zersetzungszelleneinlass aus dem Detektionsmodulgehäuse erstreckt, und worin die Heizeinrichtung ein zweites Heizelement einschließt, das um den Zersetzungszelleneinlass angeordnet ist, sowie einen zweiten Heizregler, der an das zweite Heizelement angeschlossen ist, um den Zersetzungszelleneinlass auf einer festgelegten Temperatur zu halten. Die Heizeinrichtung kann ein drittes Heizelement innerhalb des Detektionsmodulgehäuses, um das Gehäuse zu erhitzen, und einen dritten Heizregler zur Steuerung desselben einschließen.The The device closes preferably a detection module housing in which the decomposition cell is attached, with the decomposition cell inlet extending from the detection module housing, and wherein the heater includes a second heating element that is arranged around the decomposition cell inlet, and a second heating controller, which is connected to the second heating element around the decomposition cell inlet to keep at a set temperature. The heater can be a third heating element within the detection module housing the housing to heat, and a third heating controller to control the same lock in.

Vorzugsweise ist zumindest ein Ventilator zum Kühlen der Zersetzungszelle bereitgestellt, und noch bevorzugter ist ein erster Ventilator zum Kühlen der Zersetzungszelle und ein zweiter Ventilator, um Luft zur Kühlung durch das Detektionsmodulgehäuse zu blasen, vorhanden.Preferably at least one fan is provided for cooling the decomposition cell, and even more preferred is a first fan for cooling the Decomposition cell and a second fan to cool air through the detection module housing too blow, present.

Um teilchenförmiges Quecksilber zu bearbeiten, kann eine Filterpackung bereitgestellt werden, die vorzugsweise ein Filtermaterial umfasst, das erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden kann, um Quecksilberdampf zur Regeneration der Filterpackung freizusetzen, wobei teilchenförmiges Quecksilber in der Teilchenfilterpackung gesammelt werden kann und Quecksilber durch Erhitzen des Filtermaterials als elementarer Quecksilberdampf freigesetzt werden kann.To process particulate mercury, a filter pack can be provided, which preferably comprises a filter material that can be exposed to elevated temperatures to release mercury vapor to regenerate the filter pack, wherein particulate mercury can be collected in the particle filter pack and mercury by heating the filter material as more elemental Mercury vapor released can be.

Die Vorrichtung kann unabhängig von oder zusätzlich zu anderen Aspekten der Erfindung einen T-förmigen Einlassanschluss einschließen, der an den Zersetzungszelleneinlass angeschlossen ist, wobei der T-förmige Einlassanschluss eine gerade hindurchgehende Verbindung für eine Gasprobe und eine seitliche Verbindung bereitstellt, die an den ersten Einlass angeschlossen ist, um Spülgas zuzuführen. Dies ist ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, da dadurch am Zersetzungszelleneinlass kein Ventil mehr notwendig ist. Es muss festgestellt werden, dass der Anschluss nicht T-förmig sein muss; das Grundkonzept ist es, den Spülgasstrom dazu zu verwenden, den Zersetzungszelleneinlass nach außen zu verschließen, und zu diesem Zweck kann der Einlass verschiedene Formen aufweisen, vorausgesetzt, er beinhaltet eine Öffnung für das Probengas und eine Öffnung für das Spülgas.The Device can be independent of or in addition to other aspects of the invention include a T-shaped inlet port that is connected to the denuder inlet, the T-shaped inlet port a straight connection for a gas sample and a side connection Provides connection connected to the first inlet is to purge gas supply. This is an important aspect of the present invention because it does a valve is no longer necessary at the decomposition cell inlet. It must determine that the connection does not have to be T-shaped; the basic concept is to add the purge gas flow to be used to close off the decomposition cell inlet, and for this purpose the inlet can have different shapes, provided it includes an opening for the sample gas and an opening for the Purge gas.

Praktischerweise ist ein erstes Ventil mit einer ersten Anschlussöffnung bereitgestellt, die an den ersten Einlass, einen ersten Ventilauslass und einen zweiten Ventilauslass angeschlossen ist, wobei der seitliche Anschluss des T-förmigen Anschlusses an den zweiten Ventilauslass angeschlossen ist, und eine Strömungsdrossel an den ersten Ventilauslass angeschlossen ist, wobei das erste Ventil den ersten Einlass wahlweise mit der Strömungsdrossel, um es zu ermöglichen, dass ein gedrosselter Spülgas-Strom durch den T-förmigen Anschluss zur Zufuhr von Spülgas an die Atmosphäre abgegeben wird, oder über den T-förmigen Anschluss zur Zufuhr von Spülgas mit der Zersetzungszelle verbinden kann.conveniently, a first valve is provided with a first connection opening that to the first inlet, a first valve outlet and a second Valve outlet is connected, the side connection of the T-shaped Port is connected to the second valve outlet, and a flow throttle is connected to the first valve outlet, the first valve the first inlet optionally with the flow restrictor to allow that a throttled purge gas flow through the T-shaped Connection for the supply of purge gas to the atmosphere is delivered, or via the T-shaped Connection for the supply of purge gas can connect to the decomposition cell.

Vorzugsweise ist die Zersetzungszelle ringförmig und die Beschichtung umfasst ein Salz oder eine Kombination an Salzen, insbesondere Kaliumchlorid. Die Zersetzungszelle ist vorzugsweise aus Quarzglas ausgebildet.Preferably the decomposition cell is ring-shaped and the coating comprises a salt or a combination of salts, especially potassium chloride. The denuder is preferred made of quartz glass.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Detektion von reaktivem gasförmigem Quecksilber bereit, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:

(1) eine Zersetzungszelle oder andere Adsorptionseinheit mit einer ausgedehnten Fläche und einer Beschichtung auf der ausgedehnten Fläche, um reaktives gasförmiges Quecksilber zu adsorbieren, wobei die Zersetzungszelle einen Zersetzungszelleneinlass für Probengas und einen Zersetzungszellenauslass aufweist;
(2) eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des Zersetzungszellenauslasses auf eine Temperatur, damit reaktives gasförmiges Quecksilber auf der Beschichtung desorbiert und verdampft wird;
(3) ein Pumpmittel, das an den Zersetzungszellenauslass angeschlossen ist, um eine Gasprobe durch die Zersetzungszelle zu ziehen; und
(4) ein Spülgaszufuhrmittel für die Zufuhr eines Spülgases, das an den Zersetzungszelleneinlass angeschlossen werden kann, um Spülgas durch die Zersetzungszelle zu leiten, wodurch die Gasprobe bei der Verwendung in einer Probennahmephase vom Pumpmittel durch die Zersetzungszelle gezogen wird und reaktives gasförmiges Quecksilber an die Beschichtung der Zersetzungszelle adsorbiert wird, und in einer Desorptionsphase die Heizeinrichtung betätigt wird und Spülgas aus dem Zersetzungszelleneinlass durch die Zersetzungszelle zum Zersetzungszellenauslass gezogen wird, so dass adsorbiertes reaktives gasförmiges Quecksilber desorbiert, verdampft und im Spülgasstrom mitgenommen wird.

Another aspect of the present invention provides a device for detecting reactive gaseous mercury, the device comprising:

(1) a decomposition cell or other adsorption unit having an extended surface and a coating on the extended surface to adsorb reactive gaseous mercury, the decomposition cell having a decomposition cell inlet for sample gas and a decomposition cell outlet;
(2) a heater for heating the denuder outlet to a temperature to desorb and vaporize reactive gaseous mercury on the coating;
(3) pumping means connected to the denuder outlet to draw a gas sample through the denuder; and
(4) a purge gas supply means for supplying a purge gas that can be connected to the decomposition cell inlet to pass purge gas through the decomposition cell, whereby the gas sample, when used in a sampling phase, is drawn by the pumping medium through the decomposition cell and reactive gaseous mercury to the coating is adsorbed to the decomposition cell, and in a desorption phase the heating device is actuated and flushing gas is drawn from the decomposition cell inlet through the decomposition cell to the decomposition cell outlet, so that adsorbed reactive gaseous mercury is desorbed, evaporated and taken along in the flushing gas stream.

Praktischerweise ist das Spülgaszufuhrmittel einstückig mit dem Pumpmittel ausgebildet und durch eine Spülgas-Zufuhrleitung an den Zersetzungszelleneinlass angeschlossen.conveniently, the purge gas supply is in one piece with the pumping means and through a purge gas supply line to the decomposition cell inlet connected.

Das Pumpmittel kann durch eine Probenleitung an den Zersetzungszellenauslass angeschlossen sein, und die Probenleitung schließt dann eine Verzweigungsanschlussöffnung zum Anschließen an eine Analyseeinrichtung ein.The Pumping agent can flow through a sample line to the denuder outlet be connected, and the sample line then closes a branch connection opening Connect to an analysis device.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Überwachung von Abgasen bereit. Die Vorrichtung schließt eine Verdünnungseinheit mit einem Einlass für Abgase, einen mit dem Zersetzungszellenauslass verbundenen Auslass sowie einen Einlass für Verdünnungsluft ein. Der Verdünnungslufteinlass ist vorzugsweise an das Spülgas-Zufuhrmittel angeschlossen. Eine solche Vorrichtung kann einen Säuresgas-Gaswäscher beinhalten, der zwischen das Pumpmittel und den Zersetzungszellenauslass geschaltet ist, um Säuregas aus dem Gasstrom zu waschen.On Another aspect of the present invention is an apparatus for use in surveillance of exhaust gases ready. The device closes a dilution unit with an inlet for Exhaust gases, an outlet connected to the decomposition cell outlet as well as an entrance for dilution air on. The dilution air inlet is preferably to the purge gas supply means connected. Such a device can include an acid gas scrubber, which is connected between the pumping means and the decomposition cell outlet is to acid gas wash out of the gas stream.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren bereit, um die Menge an reaktivem gasförmigem Quecksilber in einem Gas zu bestimmen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(1) das Hindurchleiten einer Gasprobe durch eine Zersetzungszelle oder eine andere Adsorptionseinheit mit einer ausgedehnten Fläche, die mit einer Beschichtung zum Adsorbieren von reaktivem gasförmigem Quecksilber versehen ist;
(2) nachdem eine bekannte Menge des Gases durch die Zersetzungszelle hindurchgeleitet worden ist, das Beenden der Zufuhr der Gasprobe und das Hindurchleiten eines Spülgases durch die Zersetzungszelle; und
(3) während das Spülgas durch die Zersetzungszelle hindurchgeleitet wird, das Erwärmen der Zersetzungszelle, um die Desorption von reaktiven gasförmigen Quecksilberverbindungen als gasförmiger elementarer Quecksilberdampf zum Mitführen im Spülgas zu bewirken, und das Leiten des Spülgases mit dem mitgeführten gasförmigen elementaren Quecksilberdampf zu einem Quecksilber-Analysator.

Another aspect of the present invention provides a method for determining the amount of reactive gaseous mercury in a gas, the method comprising the steps of:

(1) passing a gas sample through a decomposition cell or other adsorption unit with an extended area provided with a coating for adsorbing reactive gaseous mercury;
(2) after a known amount of the gas has passed through the decomposition cell, stopping the supply of the gas sample and passing a purge gas through the decomposition cell; and
(3) as the purge gas is passed through the decomposition cell, heating the decomposition cell to reduce the desorption of reactive to effect gaseous mercury compounds as gaseous elemental mercury vapor for entrainment in the purge gas, and directing the purge gas with the entrained gaseous elemental mercury vapor to a mercury analyzer.

Vorzugsweise wird die Zersetzungszelle in Schritt (3) auf eine Temperatur im Bereich von 500°C erhitzt.Preferably the decomposition cell in step (3) to a temperature in Heated range of 500 ° C.

Das Verfahren schließt vorzugsweise das Leiten eines Teils der Gasprobe, die durch die Zersetzungszelle hindurchgeleitet worden ist, zu einem Quecksilber-Analysator ein, um den Anteil an gasförmigem elementarem Quecksilberdampf in der Gasprobe zu ermitteln.The Procedure closes preferably passing a portion of the gas sample through the Decomposition cell has been passed through to a mercury analyzer to the proportion of gaseous to determine elemental mercury vapor in the gas sample.

Wenn teilchenförmiges Quecksilber vorhanden sein kann, kann das Verfahren das Herausfiltern von Teilchen, die teilchenförmiges Quecksilber enthalten, aus der Gasprobe stromab der Zersetzungszelle einschließen. Dies erfolgt vorzugsweise anhand einer regenerierbaren Filterpackung, und vor Schritt (3) wird die regenerierbare Filterpackung auf eine Temperatur erhitzt, wodurch teilchenförmiges Quecksilber als gasförmiger elementarer Quecksilberdampf aus der regenerierbaren Filterpackung desorbiert wird, und der gasförmige elementare Quecksilberdampf wird dann im Spülgasstrom mitgeführt, um den Anteil an teilchenförmigem gebundenem Quecksilber zu bestimmen.If particulate Mercury may be present, the process may be filtering out Particles that are particulate Contain mercury from the gas sample downstream of the decomposition cell lock in. This is preferably done using a regenerable filter pack, and before step (3) the regenerable filter pack is brought to a temperature heated, causing particulate mercury than gaseous elementary mercury vapor from the regenerable filter pack is desorbed, and the gaseous elemental mercury vapor is then carried along in the purge gas stream the proportion of particulate to determine bound mercury.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Extrakt aus Abgasen verwendet und das Extrakt wird vor Schritt (1) mit einem Spülgas, das im Wesentlichen Quecksilber-frei ist und eine geringe relative Feuchtigkeit aufweist, verdünnt, um das Abgasextrakt zu verdünnen und die Gasprobe mit einer verringerten relativen Feuchtigkeit auszubilden.In Another aspect of the present invention is an extract from exhaust gases and the extract is treated with a before step (1) purge gas, which is essentially mercury free and a low relative Has moisture, diluted to to dilute the exhaust gas extract and form the gas sample with a reduced relative humidity.

BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGENDESCRIPTION THE PICTURES

Um die vorliegende Erfindung besser verständlich zu machen und um ihre Umsetzung deutlicher darzustellen, wird nun in Form von Beispielen auf die begleitenden Abbildungen verwiesen, worin:Around to make the present invention more understandable and to its To illustrate implementation more clearly, is now in the form of examples the accompanying illustrations referenced, in which:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 1 Figure 3 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the present invention;

2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Überwachen von Abgasen ist; und 2 Figure 3 is a schematic view of a second embodiment of an apparatus for monitoring exhaust gases; and

3 eine Draufsicht der Zersetzungszelle der vorliegenden Erfindung ist. 3 is a top view of the denuder of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Bezugnehmend auf 1 wird eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen mit der Verweiszahl 10 gekennzeichnet. Die Vorrichtung 10 umfasst drei Haupteinheiten und einen Regler. Die Haupteinheiten sind ein Pumpenmodul 12, ein Analysator 14 und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Zersetzungszelle oder ein Detektionsmodul 16. Das Pumpmodul 12 und der Analysator 14 sind an einen Regler 18 angeschlossen, der vorzugsweise ein digitaler Regler ist. Der Analysator 14 ist vorzugsweise ein Modell 2537A Analysator von Tekran Inc. (Toronto, Ontario, Canada), dem Zessionar der vorliegenden Erfindung. Ähnlich sind auch das Pumpmodul 12 und der Regler 18 vorzugsweise ein Modell 1130 Speciation Unit von Tekran Inc. Diese Komponenten 12, 14 und 18 stimmen im Allgemeinen auch mit vorherigen US-Patenten US-A-5.597.535 und 5.660.795 des Zessionars überein.Referring to 1 a device according to the present invention is generally referenced 10 characterized. The device 10 comprises three main units and a controller. The main units are a pump module 12 , an analyzer 14 and in accordance with the present invention, a decomposition cell or a detection module 16 , The pump module 12 and the analyzer 14 are connected to a controller 18 connected, which is preferably a digital controller. The analyzer 14 is preferably a Model 2537A analyzer from Tekran Inc. (Toronto, Ontario, Canada), the assignee of the present invention. The pump module is similar 12 and the controller 18 preferably a Model 1130 Speciation Unit from Tekran Inc. These components 12 . 14 and 18 generally also correspond to the assignee's previous US patents US-A-5,597,535 and 5,660,795.

Die Konstruktion und Betriebsweise des Zersetzungszellenmoduls 16 basiert auf eine wichtigen Entdeckung, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung gemacht haben. Bisher wurde gedacht, dass es nach dem Sammeln von reaktivem gasförmigem Quecksilber in Kaliumchlorid in einer Zersetzungszelle notwendig war, gewisse Nasschemieverfahren zu verwenden, um das Kaliumchlorid mit dem Quecksilber zu extrahieren und die Menge an vorhandenem Quecksilber zu bestimmen. Was die Erfinder entdeckt haben ist, dass die Kaliumchloridbeschichtung auf eine hohe Temperatur erhitzt werden kann und zur Freisetzung von Quecksilber als Quecksilberdampf veranlasst werden kann. Die Kaliumchloridbeschichtung setzt zudem das adsorbierte reaktive Quecksilber als elementares Quecksilber frei. Dieses Freisetzen von Quecksilber als elementares Quecksilber ist enorm wichtig, da elementares Quecksilber problemlos durch die Probenleitungen hindurchgeleitet werden kann, ohne dass es zur Adsorption oder Kondensation neigt. Darüber hinaus kann elementares Quecksilber mittels dem Modell 2537A Analysator oder einer anderen herkömmlichen Analysevorrichtung problemlos analysiert und quantifiziert werden. Quecksilberchlorid andererseits kann, da es zur „Klebrigkeit" neigt, nur schwer durch die Leitungen hindurchgeleitet werden, und es gibt Hinweise auf dem Gebiet, dass es Stunden dauern kann, um Quecksilberchlorid vollständig durch Leitungen hindurchzuleiten und die Leitungen auszuspülen.The design and operation of the denuder module 16 is based on an important discovery made by the inventors of the present invention. It was previously thought that after collecting reactive gaseous mercury in potassium chloride in a decomposition cell, it was necessary to use certain wet chemistry methods to extract the potassium chloride with the mercury and to determine the amount of mercury present. What the inventors have discovered is that the potassium chloride coating can be heated to a high temperature and can cause mercury to be released as mercury vapor. The potassium chloride coating also releases the adsorbed reactive mercury as elemental mercury. This release of mercury as elemental mercury is extremely important, since elemental mercury can be passed through the sample lines without any problems, without being prone to adsorption or condensation. In addition, elemental mercury can be easily analyzed and quantified using the Model 2537A analyzer or other conventional analysis device. Mercury chloride, on the other hand, because it tends to be "sticky," is difficult to pass through the lines, and there are indications in the art that it can take hours to completely pass mercury chloride through the lines and to flush out the lines.

Dementsprechend ist gemäß der vorliegenden Erfindung das aktive Probennahmeelement in der Zersetzungszelle oder dem Detektionsmodul 16, zur Speziation der Eingangseinheit, eine beschichtete durch Wärme regenerierbare Quarz-Zersetzungszelle 20. Die Zersetzungszelle 20 ist speziell gestaltet worden, so dass sie anhand thermaler Desorption analysiert werden kann und mehrere hundert Male regeneriert werden kann, bevor eine neuerliche Beschichtung notwendig ist. Die Zersetzungszelle besteht aus Quarzglas, um ein wiederholtes Erwärmen auf Temperaturen von über 500°C zu ermöglichen. Die Adsorptionsflächen sind geätzt, um sie aufzurauhen, damit die Beschichtung trotz der wiederholten Temperaturwechselbelastung haften kann. Eine detaillierte Erläuterung der Struktur der Quarz-Zersetzungszelle 20 ist in dieser Erläuterung später mit Verweis auf 3 bereitgestellt.Accordingly, according to the present invention, the active sampling element is in the decomposition cell or the detection module 16 , for specifying the input unit, a coated heat-regenerable quartz decomposition cell 20 , The decomposition cell 20 is specially designed so that it can be analyzed by thermal desorption and regenerated hundreds of times before a new coating is necessary. The decomposition cell is made of quartz glass to allow repeated heating to temperatures above 500 ° C. The adsorption surfaces are etched to roughen them so that the coating can adhere despite repeated thermal cycling. A detailed explanation of the structure of the quartz decomposition cell 20 is later in this explanation with reference to 3 provided.

Es muss festgestellt werden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die grundlegende Anforderung an das Modul 16 darin besteht, eine Adsorptionseinheit mit ausgedehnter Fläche mit einer geeigneten Beschichtung bereitzustellen, damit gasförmiges Quecksilber mit einem erwünschten Wirkungsgrad gesammelt werden kann. Eine gerade Zersetzungszelle oder Quarzchips, das in eine Kartusche gepackt ist, könnte als Adsorptionseinheit verwendet werden. Ungeachtet der Struktur der Adsorptionseinheit, sollte die Beschichtung dazu fähig sein, Quecksilber, vorzugsweise in elementarer Form, durch einfaches Erwärmen freizusetzen. Die Erfinder haben entdeckt, dass ionische Salze wie KCl, NaCl oder ein KCl/Natronkalk-Gemisch eine zufriedenstellende Leistung aufweisen, es kann jedoch eine beliebige geeignete Beschichtung verwendet werden.It must be stated that according to the present invention the basic requirement for the module 16 is to provide a large area adsorption unit with a suitable coating so that gaseous mercury can be collected with a desired efficiency. A straight decomposition cell or quartz chip packaged in a cartridge could be used as the adsorption unit. Regardless of the structure of the adsorption unit, the coating should be able to release mercury, preferably in elemental form, by simple heating. The inventors have discovered that ionic salts such as KCl, NaCl or a KCl / soda lime mixture perform satisfactorily, however any suitable coating can be used.

Das Zersetzungszellenmodul 16 schließt ein Gehäuse 22 und eine Montageanordnung 24 für die Quarz-Zersetzungszelle 20 ein. Die Zersetzungszelle 20 gleitet in eine eng anliegende Röhre 21, die die Heizeinrichtung und den Temperatursenor enthält. Der Haftsitz ist notwendig, um eine effiziente Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung auf die Zersetzungszelle bereitzustellen. Im Allgemeinen definiert das röhrenförmige Element 26 einen Kanal um die Quarz-Zersetzungszelle 20. Ein Heizelement 28 ist spiralförmig angeordnet, so dass es um die Quarz-Zersetzungszelle angeordent ist, und mit einem geeigneten Heizregler 30 verbunden. Ein Ventilator 32 ist bereitgestellt, um Umgebungsluft zum Kühlen der Zersetzungszelle 20 durch das röhrenförmige Element 26 zu blasen.The denuder module 16 closes a case 22 and an assembly arrangement 24 for the quartz decomposition cell 20 on. The decomposition cell 20 slides into a tight-fitting tube 21 , which contains the heating device and the temperature sensor. The tight fit is necessary to provide efficient heat transfer from the heater to the decomposition cell. Generally defines the tubular element 26 a channel around the quartz denuder 20 , A heating element 28 is spirally arranged so that it is arranged around the quartz decomposition cell and with a suitable heating controller 30 connected. A fan 32 is provided to ambient air to cool the denuder 20 through the tubular element 26 to blow.

Extern ist die Quarz-Zersetzungszelle 20 mit einem geheizten Einlass 34 versehen, der an einen zugehörigen Heizregler 36 angeschlossen ist. Der Heizregler 36 und auch der Heizregler 30 sind Zweipunktregler. Der Regler 30 ermöglicht das Halten von unterschiedlichen Temperaturen während verschiedener Abschnitte des Analysezyklus. Während der Probennahmephase kann die Zersetzungszelle 20 durch den Heizregler 30 etwas über der Umgebungstemperatur (z. B. +50°C) gehalten werden, um eine hohe Umgebungsfeuchtigkeit durch das Auflösen hygroskopischer Beschichtungen durch die Absorption von Feuchtigkeit zu verhindern. Während der Heizphase hält der Regler 30 die Temperatur der Zersetzungszelle 20 bei üblicherweise 500°C.The quartz decomposition cell is external 20 with a heated inlet 34 provided to an associated heating controller 36 connected. The heating controller 36 and also the heating controller 30 are two-point controllers. The regulator 30 allows maintaining different temperatures during different sections of the analysis cycle. During the sampling phase, the decomposition cell can 20 through the heating controller 30 should be kept slightly above the ambient temperature (e.g. + 50 ° C) to prevent high ambient humidity by dissolving hygroscopic coatings through the absorption of moisture. The controller stops during the heating phase 30 the temperature of the decomposition cell 20 at usually 500 ° C.

Der zweite Zweipunktregler 36 ermöglicht es, dass die stromauf Probennahmekomponenten während der Desorptionsphase des Messkreislaufs auf eine erhöhte Temperatur erhitzt werden. Dadurch kann jegliches RGM, das auf die Probennahmekomponenten adsorbiert worden ist, entfernt werden, wodurch der Übertrag von einem Zyklus auf den nächsten verringert wird.The second two-point controller 36 enables the upstream sampling components to be heated to an elevated temperature during the desorption phase of the measurement circuit. This allows any RGM that has been adsorbed onto the sampling components to be removed, thereby reducing carryover from one cycle to the next.

Der Einlass 34 umfasst einen T-förmigen Anschluss (209 in 3), der eine Verbindung mit einer Nullluft-Zufuhrleitung 38 zum Zuführen von „Null"-Luft, d. h. Luft die gefiltert worden ist und bei der der Quecksilberanteil auf unter 0,02 ng/m³ reduziert worden ist, bereitstellt. Allgemein gesagt, kann diese als eine Spülleitung für ein geeignetes Spülgas bezeichnet werden, d. h. ein anderes Gas als Luft könnte verwendet werden. Der Einlass der Zersetzungszelle kann wahlweise mit einer Reihe von austauschbaren Teilchentrennvorrichtungen herkömmlicher Gestalt ausgestattet sein. Diese „Impaktoren" sind auf dem Gebiet weithin bekannt und stellen einen gebogenen Strömungsweg bereit, der Teilchen, die größer sind als festgelegte Trenngröße, einfangen, während kleinere Teilchen hindurchgeleitet werden. Diese Vorrichtung ermöglicht es, dass der zu beobachtende Teilchengrößenanteil problemlos ausgewählt werden kann. Anders als bei Filtermembranen muss die Probe bei Impaktoren nicht wirklich durch das Trennelement hindurchbewegt werden.The entrance 34 includes a T-shaped connector ( 209 in 3 ) that connects to a zero air supply line 38 for supplying "zero" air, ie air which has been filtered and in which the mercury content has been reduced to below 0.02 ng / m ^3. Generally speaking, this can be referred to as a purge line for a suitable purge gas, that is, a gas other than air could be used. The inlet of the denuder can optionally be equipped with a number of interchangeable particle separators of conventional design. These "impactors" are well known in the art and provide a curved flow path of particles that are larger as a fixed cutoff size while trapping smaller particles. This device enables the particle size fraction to be observed to be selected without problems. In contrast to filter membranes, the sample does not really have to be moved through the separating element in impactors.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Befestigung und Anordnung der Zersetzungszelle 20. Angesichts der starken Neigung von reaktivem gasförmigem Quecksilber, an verschiedene Oberflächen zu kleben, ist die Zersetzungszelle 20 mit einem eigenen Modul ausgestattet sowie mit einem Einlass, der sich direkt zur Umgebungsatmosphäre oder einem anderen Gas dessen Quecksilbergehalt gemessen werden soll öffnet. Anders gesagt, liegen keine störenden Träger- oder Transportleitungen vor, durch die Luft oder ein anderes Gas hindurchtreten muss, bevor es die Quarz-Zersetzungszelle 20 erreicht.Another important aspect of the present invention is the attachment and placement of the denuder 20 , Given the strong tendency of reactive gaseous mercury to stick to different surfaces, the decomposition cell is 20 equipped with its own module and with an inlet that opens directly to the ambient atmosphere or another gas whose mercury content is to be measured. In other words, there are no interfering carrier or transport lines through which air or other gas must pass before it passes through the quartz denuder 20 reached.

Von der Spitze der Quarz-Zersetzungszelle 20 erstreckt sich eine Probenleitung 40, die bis zum Pumpmodul 12 verläuft. Vom Pumpmodul 12 erstreckt sich eine Nullluft-Leitung 42 zum Zersetzungszellenmodul 16, die an die Nullluft-Leitung 38 innerhalb des Detektionsmoduls 16 angeschlossen ist. Die beiden Leitungen 40, 42 sind von einem gemeinsamen beheizten Gehäuse 44 umgeben, das mit einem beheizten Leitungsregler 46 verbunden ist, um die Temperatur dieser zwei Leitungen zu regulieren. Das Pumpmodul 12 beinhaltet auch Steuerleitungsverbindungen 48 zum Zersetzungszellenmodul 16, um Signale vom Regler 18 zu steuern.From the top of the quartz denuder 20 extends a sample line 40 that up to the pump module 12 runs. From the pump module 12 extends a zero air line 42 to the denuder module 16 connected to the zero air line 38 within the detection module 16 connected. The two lines 40 . 42 are of a common heated housing 44 surround that with a heated line regulator 46 is connected to regulate the temperature of these two lines. The pump module 12 also includes tax liability performance connections 48 to the denuder module 16 to receive signals from the controller 18 to control.

Eine Teilchenfilterpackung 50 ist unmittelbar über der Quarz-Zersetzungszelle 20 in der Probenleitung 40 bereitgestellt. Gemäß einem weiteren wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist diese Filterpackung 50 vorzugsweise eine regenerierbare Filterpackung, die eine Heizeinheit und eine Pyrolyseeinrichtung zur Desorption und Pyrolyse von Quecksilber oder Quecksilberverbindungen einschließt, um elementares Quecksilber zur Detektion im Analysator 14 zu erzeugen, wie untenstehend detailliert erläutert wird. Die Konfiguration der Filterpackung-Heizeinheit und der Pyrolyseeinrichtung werden in 2 in Bezug auf die Säulenversion der Vorrichtung im Detail dargestellt.A particle filter pack 50 is just above the quartz denuder 20 in the sample line 40 provided. According to another important aspect of the present invention, this filter pack is 50 preferably a regenerable filter pack which includes a heating unit and a pyrolysis device for the desorption and pyrolysis of mercury or mercury compounds for elemental mercury for detection in the analyzer 14 to generate, as explained in detail below. The configuration of the filter pack heating unit and the pyrolysis device are shown in 2 shown in detail with respect to the column version of the device.

Die Nullluft-Leitung 42 verläuft in das Zersetzungszellenmodul 16 und durch einen End-Nullfilter 52 ein. Die Leitung 42 erstreckt sich durch eine zweite Teilchenfilterpackung 54 und dann durch ein erstes Ventil 56. Das erste Ventil 56 ist ein Zweiwegventil mit einem Einlass oder ersten Verbindungsöffnung 58, die zu einem ersten Auslass 60 oder einem zweiten Auslass 62 durchgeschaltet werden kann. Der erste Auslass 60 ist mit einer Strömungsdrossel 64 verbunden, um aus den untenstehend angeführten Gründen einen gedrosselten Strom von 100 ml pro min bereitzustellen. Der zweite Auslass 62 ist mit der T-förmigen Verbindung verbunden.The zero air line 42 runs into the denuder module 16 and through a final zero filter 52 on. The administration 42 extends through a second particle filter pack 54 and then through a first valve 56 , The first valve 56 is a two-way valve with an inlet or first connection opening 58 leading to a first outlet 60 or a second outlet 62 can be switched through. The first outlet 60 is with a flow restrictor 64 connected to provide a throttled flow of 100 ml per min for the reasons given below. The second outlet 62 is connected to the T-shaped connection.

Innerhalb des Pumpmoduls 12 befindet sich eine Probenpumpe 70, die an einem Puffertank 72 angeschlossen ist, der wiederum mit einem Mengendurchflussmessgerät 74 verbunden ist.Inside the pump module 12 there is a sample pump 70 working on a buffer tank 72 is connected, which in turn is connected to a mass flow meter 74 connected is.

Ein zweites Ventil 76 weist eine zweite gemeinsame Verbindungsöffnung 78 auf, die mit dem Mengendurchflussmessgerät 74 und ersten und zweiten Einlassöffnungen 80 und 82 verbunden ist. Die erste Einlassöffnung 80 ist mit der Probenleitung 40 verbunden, während die zweite Einlassöffnung 82 an einen Vorstufen-Gaswäscher für die Nullluftleitung, gekennzeichnet mit der Verweiszahl 84, angeschlossen ist. Der Vorstufen-Gaswäscher 84 besitzt wiederum einen Einlass, der mit einem Lufteinlass 86 für Umgebungsluft verbunden ist.A second valve 76 has a second common connection opening 78 on that with the mass flow meter 74 and first and second inlet openings 80 and 82 connected is. The first inlet 80 is with the sample line 40 connected while the second inlet opening 82 to a pre-stage gas scrubber for the zero air line, marked with the reference number 84 , connected. The pre-stage gas scrubber 84 in turn has an inlet with an air inlet 86 is connected to ambient air.

Der Auslass der Pumpe 70 ist mit einem Rückschlag-Reglerventil 88 verbunden, das wiederum an eine sich zur Atmosphäre öffnende Entlüftungsöffnung 90 angeschlossen ist. Der das Ventil regulierende Gegendruck ist so eingestellt, dass ein Gegendruck von etwa 1 psi erzeugt wird. Der Pumpenauslass ist zudem mit einem Nachstufen-Quecksilberwäscher 92 verbunden, der einen durch einen Teilchenfilter 94 an die Nullluft-Leitung 42 angeschlossenen Auslass aufweist.The outlet of the pump 70 is with a check valve 88 connected, which in turn to a vent opening to the atmosphere 90 connected. The back pressure regulating the valve is set to generate a back pressure of about 1 psi. The pump outlet is also equipped with a post-stage mercury washer 92 connected to one through a particle filter 94 to the zero air line 42 connected outlet.

Von der Nullluft-Leitung 42 ist eine Verbindung durch den Druckregler 96 zu einem dritten Gaswäscher 98 bereitgestellt. Die Nullleitung verläuft dann durch einen Feinteilchenfilter 99 in den Analysator 14. Die somit bereitgestellte Nullluft wird in Reinigungs- und Eichzyklen innerhalb des Analysators 14 verwendet.From the zero air line 42 is a connection through the pressure regulator 96 to a third gas washer 98 provided. The zero line then runs through a fine particle filter 99 into the analyzer 14 , The zero air thus provided is used in cleaning and calibration cycles within the analyzer 14 used.

Die Zersetzungszelle oder das Detektionsmodul 16 besitzt vier unabhängige Temperaturregler, von denen jeder zwei Sollwerte aufrechterhalten kann. Für die Quarz-Zersetzungszelle 20 kann der Heizregler 30 auf unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden. Üblicherweise kann er für die Probennahmephase auf 50°C eingestellt werden, so dass Kondensatiansprobleme beseitigt werden. Es muss erwähnt werden, dass eine Temperatur über 85°C während der Probennahme zu einer irrtümlichen Reduktion der von der Zersetzungszelle 20 adsorbierten und somit detektierten Quecksilbermenge führen kann. Während der Desorptionsphase würde sie üblicherweise auf eine Temperatur von 500°C eingestellt werden. Zu externen Temperaturregelung kann der Heizregler 36 für den beheizten Einlass 34 während der Probennahmephase üblicherweise auf eine Temperatur von 50°C eingestellt werden. Während der Desorptionsphase kann er auf eine leicht erhöhte Temperatur von üblicherweise 90°C eingestellt werden. Das beheizte Gehäuse 44 für die Gasleitungen kann typisch bei einer Temperatur von 50°C gehalten werden. Ein Regler 67 für die Gehäuseheizeinrichtung 66 dient auch zur Steuerung der Betätigung des Ventilators 68. Dieser würde üblicherweise zwei eng beeinanderliegende Sollwerte aufweisen, wobei einer den Ventilator aktiviert und der andere die Heizeinrichtung aktiviert. Eine niedrige Temperatureinstellung von 38°C kann z. B. zur Aktivierung des Gehäuses oder der Gehäuseheizeinrichtung 66 und eine hohe Temperatureinstellung von 40°C zur Aktivierung des Ventilators 68 verwendet werden, um das Zersetzungszellengehäuse 22 innerhalb der erwünschten Grenzwerte zu halten.The decomposition cell or the detection module 16 has four independent temperature controllers, each of which can maintain two setpoints. For the quartz decomposition cell 20 the heating controller 30 can be set to different temperatures. Usually it can be set to 50 ° C for the sampling phase so that condensation problems are eliminated. It must be mentioned that a temperature above 85 ° C during sampling leads to an erroneous reduction in that of the decomposition cell 20 adsorbed and thus detected amount of mercury. During the desorption phase it would normally be set to a temperature of 500 ° C. The heating controller can be used for external temperature control 36 for the heated inlet 34 are usually set to a temperature of 50 ° C during the sampling phase. During the desorption phase it can be set to a slightly elevated temperature, usually 90 ° C. The heated housing 44 for the gas pipelines can typically be kept at a temperature of 50 ° C. A regulator 67 for the housing heater 66 also serves to control the operation of the fan 68 , This would normally have two closely spaced setpoints, one activating the fan and the other activating the heating device. A low temperature setting of 38 ° C can e.g. B. to activate the housing or the housing heater 66 and a high temperature setting of 40 ° C to activate the fan 68 used to be the denuder 22 to keep within the desired limits.

Die Probenpumpe 70 wird durch einen Regelkreis gesteuert, der den Pumpstrom durch das Mengendurchflussmessgerät 74 abtastet und die Pumpe entsprechend einstellt, um die erwünschte Strömungsrate aufrechtzuerhalten. Die Strömung durch den Analysator 14 wird so gesteuert, dass sie einen erwünschten konstanten Wert aufweist. Die Pumpe 70 und das Mengendurchflussmessgerät 74 weisen zwei Sollwerte auf, einen für die Probennahme und einen für die Desorptionsphase, die üblicherweise bei 8,5 l/m und 4 l/m liegen.The sample pump 70 is controlled by a control loop that passes the pumping current through the mass flow meter 74 senses and adjusts the pump accordingly to maintain the desired flow rate. The flow through the analyzer 14 is controlled to have a desired constant value. The pump 70 and the mass flow meter 74 have two setpoints, one for sampling and one for the desorption phase, which are usually 8.5 l / m and 4 l / m.

Die Leitungen 42, 44 zwischen dem Pumpmodul 16 und der Zersetzungszelle oder dem Sammelmodul 16 können bis zu 25 Fuß lang sein, und die Heizeinrichtung 44 ist bereitgestellt, um Kondensation zu verhindern und um sicherzustellen, dass die Leitungen keine Möglichkeit besitzen, eine signifikante Menge an Quecksilber zu adsorbieren. Der Heizregler 46 für die Leitungsheizeinrichtung 44 ist im Zersetzungszellen-Modul 16 angeordnet.The lines 42 . 44 between the pump module 16 and the decomposition cell or the collection module 16 can be up to 25 feet long, and the heater 44 is provided to prevent condensation and to ensure that the Pipes have no way to adsorb a significant amount of mercury. The heating controller 46 for the line heater 44 is in the denuder module 16 arranged.

Wenn ein Modell 2537A Analysator verwendet wird, muss er so eingestellt werden, dass er sich nicht automatisch neukalibriert. Regelmäßige zeitgesteuerte Neukalibrierungen werden vom Steuerungselement 18 gesteuert, das Rekalibrierungen im Analysator 14 nach einer festgesetzten Anzahl an Desorptionszyklen ansetzt, wobei die Anzahl an Zyklen programmierbar ist.If a Model 2537A analyzer is used, it must be set so that it does not automatically recalibrate. Regular time-controlled recalibrations are carried out by the control element 18 controlled, the recalibrations in the analyzer 14 after a set number of desorption cycles, the number of cycles being programmable.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass das Zersetzungszellen- oder Detektionsmodul 16 außerhalb angeordnet sein kann.An essential aspect of the present invention is that the decomposition cell or detection module 16 can be arranged outside.

Das Zersetzungszellenmodul 16 wird vorzugsweise vertikal montiert, wobei der Zersetzungszelleneinlass nach unten zeigt. Es ist wichtig, dass jegliche Materialien, die Quecksilber entgasen können vom Einlass der Quarz-Zersetzungszelle 20 entfernt gehalten werden. Die Montagehöhe muss hoch genug über dem Grund sein, um jeglichen vom Wind herbeigeblasenen „Staub" und jegliche Feststoffteilchen daran zu hindern, in die Quarz-Zersetzungszelle 20 gezogen zu werden.The denuder module 16 is preferably mounted vertically with the denuder inlet facing down. It is important that any materials that can degas mercury from the inlet of the quartz denuder 20 be kept away. The mounting height must be high enough above the ground to prevent any "dust" blown by the wind and any solid particles from entering the quartz decomposition cell 20 to be drawn.

Bei der Verwendung wird die Vorrichtung 10 in verschiedenen Probennahme- und Desorptions- oder Analysephasen betrieben. In der Probennahmephase wird das Zersetzungsmodul 16 so betrieben, dass es reaktives gasförmiges Quecksilber mit hohem Wirkungsgrad einfängt, und in der Desorptions- oder Analysephase wird die Zersetzungszelle thermal desorbiert, damit das Quecksilber im Analysator 14 analysiert werden kann. Während die Probennahmezyklen stattfinden, führt der Analysator 14 separate Analyse- und Desorptionszyklen durch, um den gasförmigen elementaren Quecksilberdampf zu bestimmen, wie dies in der früheren US-A- 5.597.535 des Zessionars detailliert erläutert ist. Dies erfolgt in der Probennahmephase des Zersetzungszellenmoduls 16 wie untenstehend beschrieben ist.When using the device 10 operated in different sampling and desorption or analysis phases. In the sampling phase, the decomposition module 16 operated so that it captures reactive gaseous mercury with high efficiency, and in the desorption or analysis phase the decomposition cell is thermally desorbed so that the mercury in the analyzer 14 can be analyzed. The analyzer performs while the sampling cycles are taking place 14 separate analysis and desorption cycles to determine the gaseous elemental mercury vapor, as detailed in the assignee's earlier U.S. Patent No. 5,597,535. This takes place in the sampling phase of the decomposition cell module 16 as described below.

Während der Probennahmephase befinden sich das erste und das zweite Ventil 56 und 76 in Positionen, die als „Aus"-Positionen betrachtet werden. Der Einlass oder die erste Anschlussöffnung 58 des ersten Ventils 56 ist mit dem ersten Ventilauslass 60 verbunden und die zweite Anschlussöffnung 78 des zweiten Ventils 76 ist mit seiner ersten Einlassöffnung 80 verbunden.The first and second valves are located during the sampling phase 56 and 76 in positions that are considered "off" positions. The inlet or the first port opening 58 of the first valve 56 is with the first valve outlet 60 connected and the second connection opening 78 of the second valve 76 is with its first inlet opening 80 connected.

Folglich wird der Strom durch die Probenleitung 40 von der Pumpe 70 durch das Mengendurchflussmessgerät 74 und den Tank 72 gezogen. Die Pumpe gibt wiederum die Luft an die Nullluft-Leitung 42 ab, und zwar durch den Nachstufen-Gaswäscher 92, wobei jegliche überschüssige Luft bei 90 entlüftet wird. Ein Großteil der Luft würde entlüftet werden und lediglich ein geringer Strom an Nullluft durch die Drossel 64 gelassen werden, wobei dieser einen konstanten Vorwärtsstrom an Nullluft aufrechterhält, um sämtliche Nullluft-Komponenten gereinigt und Quecksilber-frei zu halten.As a result, the current flows through the sample line 40 from the pump 70 through the mass flow meter 74 and the tank 72 drawn. The pump in turn delivers the air to the zero air line 42 from the post-stage scrubber 92 , with any excess air at 90 is vented. Much of the air would be vented and only a small flow of zero air through the throttle 64 , which maintains a constant forward flow of zero air to clean all zero air components and keep them free of mercury.

Der Analysator 14 prüft im Normalbetrieb 1,5 l pro Minute, wenn ein Modell 2537A Analysator verwendet wird. Zusätzlich wird ein größerer Strom aufgenommen, um die Anforderung des Zersetzungszellenmoduls 16 zu erfüllen. Das Durchflussmengenmessgerät 74 wird auf einen Strom von 8,5 l/m eingestellt, so dass der Gesamtstrom durch die Quarz-Zersetzungszelle 20 und das Zersetzungszellenmodul 16 10 l/m beträgt. Bei dieser Probennahmephase gibt der Analysator eine reine elementare Quecksilberkonzentration an, da die reaktive gasförmige Komponente durch die Quarz-Zersetzungszelle 20 entfernt wird.The analyzer 14 checks 1.5 liters per minute in normal operation when using a Model 2537A analyzer. In addition, a larger current is consumed to meet the demand of the denuder module 16 to fulfill. The flow meter 74 is set to a flow of 8.5 l / m so that the total flow through the quartz denuder 20 and the denuder module 16 Is 10 l / m. During this sampling phase, the analyzer indicates a purely elementary mercury concentration, since the reactive gaseous component through the quartz decomposition cell 20 Will get removed.

Wenn die Probennahmeperiode abgeschlossen ist, wird die Zersetzungszelle thermal desorbiert. Dieser Heizvorgang setzt das auf der Kaliumchlorid-Beschichtung der Zersetzungszelle zurückgehaltene reaktive gasförmige Quecksilber frei. Wie oben angeführt wurde, befreit der Heizvorgang zudem das Quecksilber in Form von elementarem oder nicht ionisiertem Quecksilber, das sich problemlos durch die Probenleitungen und Filter bewegt, und zwar – was wichtig ist – in einer Form, die vom ausgewählten Analysator 14, d. h. dem Modell 2537A Analysator, analysiert werden kann. Am Ende des Analysezyklus ist die Quarz-Zersetzungszelle 20 gereinigt und bereit für einen neuen Zyklus.When the sampling period is complete, the decomposition cell is thermally desorbed. This heating process releases the reactive gaseous mercury retained on the potassium chloride coating of the decomposition cell. As noted above, the heating process also frees the mercury in the form of elemental or non-ionized mercury, which moves easily through the sample lines and filters, and, importantly, in a form determined by the analyzer selected 14 , ie the Model 2537A analyzer. At the end of the analysis cycle is the quartz decomposition cell 20 cleaned and ready for a new cycle.

Der grundlegende Desoptionszyklus oder eine solche Phase besteht aus drei Zeitintervallen, wie untenstehend detailliert erläutert wird. Wenn es notwendig ist, ein oder mehrere Intervalle in kleinere Schritte zu unterteilen, damit z. B. Heizeinrichtungen, Ventilatoren, Strömungsraten etc. während jedem Intervall modifiziert werden können, kann das Steuerungselement 18 vorzugsweise während der Desorptionsphase ein Maximum von sechs Intervallen durchführen. Die Zeitdauern der Perioden können vom Benutzer programmiert werden und werden normalerweise so gewählt, dass sie mit den Zykluszeiten des ausgewählten Analysators 14 übereinstimmen. Die unten angegebenen Werte sind geschätzte Zeitdauern und dienen ausschließlich zum Vergleich. Während der Desorption werden beide Ventile 56 und 76 betätigt. Das erste Ventil 56 weist einen Einlass oder eine erste Anschlussöffnung 58 auf, die an den zweiten Ventilauslass 62 (dieses Ventil ist schematisch dargestellt) angeschlossen ist, und das zweite Ventil 76 besitzt eine zweite Anschlussöffnung 78, die mit der zweiten Einlassöffnung 82 verbunden ist.The basic desorption cycle or phase consists of three time intervals, as explained in detail below. If it is necessary to divide one or more intervals into smaller steps so that e.g. B. heaters, fans, flow rates, etc. can be modified during any interval, the control element 18 preferably carry out a maximum of six intervals during the desorption phase. The periods can be programmed by the user and are usually chosen to match the cycle times of the selected analyzer 14 to match. The values below are estimated times and are for comparison only. Both valves are activated during desorption 56 and 76 actuated. The first valve 56 has an inlet or a first connection opening 58 on that to the second valve outlet 62 (this valve is shown schematically) is connected, and the second valve 76 has a second connection opening 78 that with the second inlet opening 82 connected is.

Die Betätigung des ersten Ventils 56 führt dazu, dass Nullluft für einen ersten Spülzeitraum in den Boden der Quarz-Zersetzungszelle 20 eingeführt wird. Dadurch wird die gesamte Umgebungsluft im System verlagert, was den Analysator 14 schlussendlich dazu veranlasst, einen sehr geringen Hintergrundmesswert abzugeben, der den restlichen Quecksilberanteilen im System entspricht. Die Strömungsrate wird auf 4 l/m eingestellt, wobei 1,5 l/m durch die Quarzeinheit 20 nach oben strömen, wie durch die Probennahmeanforderungen des Analysators 14 vorgegeben ist. Die zusätzlichen 2,5 l/m strömen durch den Einlass 34 und verhindern eine Verschmutzung durch Umgebungsluft, ohne dass ein Ventil im Einlass selbst notwendig ist.The actuation of the first valve 56 causes zero air to enter the bottom of the quartz denuder for a first flushing period 20 is introduced. This will shift all of the ambient air in the system, causing the analyzer 14 finally prompted to give a very low background reading that corresponds to the remaining mercury levels in the system. The flow rate is set to 4 l / m, with 1.5 l / m through the quartz unit 20 Flow upward as through the analyzer's sampling requirements 14 is specified. The additional 2.5 l / m flow through the inlet 34 and prevent pollution from ambient air without the need for a valve in the inlet itself.

Das nächste Intervall ist ein Heizzeitraum, der üblicherweise 5 bis 10 min dauert. Die Zersetzungszelle wird auf eine hohe programmierbare Temperatur im Bereich von 500°C erwärmt. Das Desorptionsintervall erfolgt nicht augenblicklich, wie dies bei Quecksilber auf Gold der Fall ist. Der Zessionar hat jedoch herausgefunden, dass die Quarz-Zersetzungszelle 20 üblicherweise innerhalb von einem oder zwei Messzyklen vollständig desorbiert werden kann. Die Zyklus(Analyse)dauer des Modells 2537A ist üblicherweise auf 5 min festgesetzt und kann nicht von Zyklus auf Zyklus verändert werden. Die zwei Heizzyklen müssen daher derzeit das gesamte RGM aus der Zersetzungszelle 20 entfernen, wobei die zwei Werte hinzugefügt werden, um den gesamten RGM-Wert zu ergeben. In nachfolgenden Versionen, in denen eine kleinere Zersetzungszelle, Heizeinrichtungen mit höherer Wattzahl zur schnelleren Erwärmung, eine andere Beschichtung, eine höhere Temperatur etc. verwendet werden, wird erwartet, dass der Heizzeitraum wesentlich verringert werden könnte. Üblicherweise werden über 95% der Quecksilberbeladung im ersten Zyklus freigesetzt, um eine maximale Genauigkeit zu erreichen, sollten jedoch die Quecksilbermesswerte aus allen Desorptionszyklen addiert werden, um einen genauen RGM-Wert zu erhalten.The next interval is a heating period, which usually lasts 5 to 10 minutes. The decomposition cell is heated to a high programmable temperature in the range of 500 ° C. The desorption interval is not instantaneous, as is the case with mercury on gold. The assignee, however, found that the quartz denuder 20 can usually be completely desorbed within one or two measuring cycles. The 2537A cycle (analysis) time is typically set at 5 minutes and cannot be changed from cycle to cycle. The two heating cycles must therefore currently remove the entire RGM from the decomposition cell 20 Remove, adding the two values to make up the total RGM. In subsequent versions, in which a smaller decomposition cell, heaters with a higher wattage for faster heating, a different coating, a higher temperature etc. are used, it is expected that the heating period could be significantly reduced. Typically, over 95% of the mercury load is released in the first cycle to achieve maximum accuracy, but the mercury readings from all desorption cycles should be added to get an accurate RGM.

Zum Schluss gibt es ein Abkühlintervall, das üblicherweise von 3 bis 10 min dauert. In diesem Zeitraum wird die Quarz-Zersetzungszelle 20 abgekühlt, indem die Heizeinrichtung 28 ausgeschaltet wird und die Zersetzungszelle 20 mit dem Ventilator 32 abgekühlt wird. Das Abkühlen wird durch internes Abkühlen mit Nullluft verstärkt. Nachdem die Quarz-Zersetzungszelle 20 ausreichend abgekühlt worden ist, kann ein neuer Probennahmezyklus beginnen.Finally, there is a cooling interval that usually lasts from 3 to 10 minutes. During this period, the quartz decomposition cell 20 cooled by the heater 28 is turned off and the decomposition cell 20 with the fan 32 is cooled. Cooling is intensified by internal cooling with zero air. After the quartz decomposition cell 20 has cooled sufficiently, a new sampling cycle can begin.

Das Gehäuse 22 ist eine wetterfeste, temperaturgesteuerte Umhüllung, die die Notwendigkeit einer Probennahmesammelleitung oder einer Probennahmeleitung beseitigt. Das Zersetzungszellenmodul 16 benötigt eine ordentliche Menge an Strom. Wie bekannt ist, ist es mit seinem eigenen Anschlusskabel ausgestattet. Zumindest bei der Verwendung in Nordamerika sollte es von einem geeigneten 120 Volt Wechselstrom, 15 Ampere Netzstromkreis gespeist werden und an eine Versorgung mit einem geerdeten Dreileiterkabel angeschlossen sein. Als ein bevorzugtes Sicherheitsmerkmal sollte der gesamte Strom durch ein Erdschluss-Unterbrechermodul geführt werden.The housing 22 is a weatherproof, temperature controlled wrap that eliminates the need for a sampling line or line. The denuder module 16 needs a good amount of electricity. As is known, it is equipped with its own connection cable. At least when used in North America, it should be powered by a suitable 120 volt alternating current, 15 amp mains circuit and connected to a supply with a grounded three-wire cable. As a preferred security feature, all of the current should be routed through an earth leakage breaker module.

In vom Zessionar durchgeführten Versuchen hat sich herausgestellt, dass die Quarz-Zersetzungszelle 20 mehrere Wochen lang kontinuierliche Ein-Stunden-Zyklen durchhält, bevor sie erneut beschichtet werden muss. Der Beschichtungsvorgang wird untenstehend erläutert und folgt im Allgemeinen dem für andere Typen von Umgebungsluft-Zersetzungszellen verwendeten. Zum Messen der Schwebstoffe, wie oben erwähnt, könnte die Filterpackung 50 als regenerierbare Filterpackung, die eine Heizeinrichtung und eine Pyrolyseeinrichtung beinhaltet, bereitgestellt werden, wie untenstehend in Bezug auf 2 detailliert dargestellt ist.Experiments carried out by the assignee have shown that the quartz decomposition cell 20 Lasts continuous one-hour cycles for several weeks before it needs to be coated again. The coating process is discussed below and generally follows that used for other types of ambient air decomposition cells. The filter pack could be used to measure the suspended matter, as mentioned above 50 as a regenerable filter pack that includes a heater and a pyrolysis device, as below with reference to 2 is shown in detail.

Während der Probennahme wird RGM durch die Quarz-Zersetzungszelle 20 eingefangen oder erfasst. HgP oder teilchenförmiges Quecksilber wird in der Filterpackung 50 eingefangen oder gesammelt, während das elementare gasförmige Quecksilber durch den Analysator 14 hindurchtritt. Während der Probennahmephase gibt der Analysator 14 einen reinen elementaren Quecksilber-Wert ab.During sampling, RGM is passed through the quartz decomposition cell 20 captured or captured. HgP or particulate mercury is included in the filter pack 50 captured or collected while the elemental gaseous mercury is being passed through the analyzer 14 passes. The analyzer gives during the sampling phase 14 a pure elementary mercury value.

Um die Menge an eingefangenem teilchenförmigem Quecksilber zu bestimmen, werden die Ventile 56 und 76 wie bei der Desorption des RGM betätigt. In diesem Fall wird das Quarz-Zersetzungszellenmodul 16 jedoch zuerst nicht erwärmt. Nullluft strömt dann durch das Zersetzungszellenmodul 16, ohne erwärmt zu werden, und dann durch die Filterpackung 50.To determine the amount of particulate mercury trapped, the valves 56 and 76 as operated during the desorption of the RGM. In this case, the quartz denuder module 16 but not warmed at first. Zero air then flows through the denuder module 16 without being heated, and then through the filter pack 50 ,

Die Pyrolyseeinrichtung innerhalb der Filterpackung 50 wird zuerst erwärmt, so dass sie auf eine erwünschte Temperatur vorgeheizt ist. Dies erfolgt, um sicherzustellen, dass jegliches vom Filter selbst freigesetzte Quecksilber, das immer noch die Form einer Verbindung auftreten kann, pyrolisiert und in elementares Quecksilber umgewandelt wird.The pyrolysis device inside the filter pack 50 is first heated so that it is preheated to a desired temperature. This is done to ensure that any mercury released by the filter itself, which can still take the form of a compound, is pyrolyzed and converted to elemental mercury.

Dann wird die den Teilchenfilter umgebende Heizeinrichtung betätigt oder eingeschaltet. Dadurch werden sämtliche Quecksilberverbindungen aus dem Filter 50 freigesetzt. Bevor der Filter die Maximaltemperatur erreicht, wird ein gewisser Anteil an Quecksilber in Verbindungsform, anstatt in elementarer Form, freigesetzt, und aus diesem Grund wird die Pyrolyseeinrichtung zuerst vorgeheizt, um sicherzustellen, dass das gesamte Quecksilber, das stromab durch die Probenleitung zum Analysator 14 strömt, in elementarer Form vorliegt. Der Analysator 14 wird dann auf bekannte Art und Weise die Quecksilbermenge bestimmen, die durch die Teilchenfilterpackung 50 eingefangen worden ist.Then the heating device surrounding the particle filter is actuated or switched on. This removes all mercury compounds from the filter 50 released. Before the filter reaches maximum temperature, a certain amount of mercury is released in compound form rather than elementary form, and for this reason the pyrolysis device is preheated first to ensure that all of the mercury that flows downstream through the sample line to the analyzer 14 flows in ele mentary form. The analyzer 14 will then determine the amount of mercury through the particle filter pack in a known manner 50 has been captured.

Da der Filter 50 in Luft erwärmt wird, wird der vorhandene Sauerstoff dazu führen, dass gefangene Teilchen auf Kohlenstoffbasis zu Kohlendioxid oxidieren, was dabei hilft, die Oberflächen sauber zu haften.Because the filter 50 When heated in air, the oxygen present will cause trapped carbon-based particles to oxidize to carbon dioxide, which helps the surfaces adhere properly.

Wenn die Teilchenfilterpackung 50 vollständig desorbiert worden ist, kann die auf der Quarz-Zersetzungszelle 20 angesammelte Menge an Quecksilber bestimmt werden. Die Heizeinrichtungen für die Teilchenfilterpackung 90 bleiben aktiviert. Durch das Erwärmen der Quarz-Zersetzungszelle 20 tritt das darin gefangene Quecksilber transparent durch die erwärmte Teilchenfilterpackung 50 zum Analysator 14 hindurch, um gemessen zu werden.If the particle filter pack 50 has been completely desorbed on the quartz denuder 20 accumulated amount of mercury can be determined. The heaters for the particle filter pack 90 remain activated. By heating the quartz decomposition cell 20 the mercury trapped inside passes through the heated particle filter pack 50 to the analyzer 14 through to be measured.

Zum Schluss werden wie beim Probennehmen ausschließlich mit der Quarz-Zersetzungszelle 20 alle Heizeinrichtungen ausgeschaltet und so schnell wie möglich abgekühlt. Die Ventile 56 und 76 kehren zu ihren normalen Positionen zurück und ein neuer Probennahmezyklus beginnt.Finally, as with sampling, only with the quartz decomposition cell 20 all heating devices switched off and cooled down as quickly as possible. The valves 56 and 76 return to their normal positions and a new sampling cycle begins.

Nun wird auf 2 verwiesen, die eine zweite Ausführungsform 100 der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Dies soll zur Überwachung von Abgasen verwendet werden, und bei 102 ist ein Industrieschornstein schematisch dargestellt. Bei 104 wird eine Probe an Abgas entnommen und einer Verdünnungseinheit 106 zugeführt. Nullluft oder Verdünnungsluft wird der Verdünnungseinheit 106 bei 108 zugeführt. Dies geschieht aus zwei Gründen. Zuerst weisen Abgase im Vergleich zu Umgebungsluft sehr hohe Quecksilberkonzentrationen auf, so dass eine Verdünnung eine Überbelastung des Analysators 14 verhindern kann. Zudem verringert eine Verdünnung die relative Feuchtigkeit und die Konzentration möglicher Störstoffe verringert wird, so dass die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Kondensation von Wasserdampf im System reduziert wird und die Lebensdauer der hier mit 120 gekennzeichneten Quarz-Zersetzungszelle verlängert wird.Now on 2 referenced the second embodiment 100 of the device of the present invention. This is intended to be used to monitor exhaust gases, and at 102 an industrial chimney is shown schematically. at 104 a sample of exhaust gas is taken and a dilution unit 106 fed. Zero air or dilution air becomes the dilution unit 106 at 108 fed. This happens for two reasons. First of all, exhaust gases have very high mercury concentrations compared to ambient air, so that dilution overloads the analyzer 14 can prevent. In addition, dilution reduces the relative humidity and the concentration of possible contaminants is reduced, so that the likelihood of unwanted condensation of water vapor in the system is reduced and the lifespan of the here 120 marked quartz decomposition cell is extended.

In der zweiten Ausführungsform 100 kann die Quarz-Zersetzungszelle 120 kleiner sein, da keine großen Probenvolumina notwendig sind. Dies ermöglicht ein rasches Erwärmen und Abkühlen, was schnellere Zykluszeiten und schnellere Messzeiten zulässt. Es kann festgestellt werden, dass das Verhältnis von elementarem zu reaktivem Quecksilber bei Abgasen über einen weiten Bereich variieren kann, der im Allgemeinen im Vergleich zu den relativen Konzentrationen in der Umgebungsluft einem 50 : 50-Verhältnis entspricht oder um ein solches Verhältnis zentriert ist. Die Zersetzungszelle 120 besitzt eine Heizeinrichtung 128.In the second embodiment 100 can the quartz decomposition cell 120 be smaller since no large sample volumes are necessary. This enables rapid heating and cooling, which allows faster cycle times and faster measuring times. It can be seen that the ratio of elemental to reactive mercury in exhaust gases can vary over a wide range, which generally corresponds to a 50:50 ratio or is centered around such a ratio compared to the relative concentrations in the ambient air. The decomposition cell 120 has a heater 128 ,

Die Verdünnungseinheit 106 verfügt über einen Auslass, der mit dem Quarz-Zersetzungszellen-Sammelmodul, das hier mit der Verweiszahl 116 gekennzeichnet ist, verbunden. Der Einlass 108 ist stromauf der Quarz-Zersetzungszelle für Nullluft zur Desorption angeordnet.The dilution unit 106 has an outlet with the quartz decomposition cell module, which here with the reference number 116 is marked, connected. The entrance 108 is arranged upstream of the quartz decomposition cell for zero air for desorption.

Das Quarz-Zersetzungszellen-Sammelmodul 116 weist einen Anschluss durch ein erstes Ventil 156 für Nullluft auf und ist über einen mit der Verweiszahl 150 gekennzeichneten regenerierbaren Teilchenfilterabscheider verbunden, der an einen Säuregaswäscher 160 angeschlossen ist. Der Gaswäscher 160 neigt dazu, jegliche Säuregaskomponenten aus dem Strom zu entfernen, um zu verhindern, dass diese durch den Analysator strömen und diesen möglicherweise beschädigen. Das Auslass des Säuregaswäschers 160 ist mit dem Analysator 114 verbunden, der wiederum ein Modell 2537A Analysator sein kann.The quartz decomposition cell collection module 116 has a connection through a first valve 156 for zero air and is over one with the reference number 150 labeled regenerable particle filter separator connected to an acid scrubber 160 connected. The gas washer 160 tends to remove any acid gas components from the stream to prevent them from flowing through the analyzer and possibly damaging it. The outlet of the acid scrubber 160 is with the analyzer 114 connected, which in turn can be a Model 2537A analyzer.

Im Betrieb wird die zweite Ausführungsform 100 mehr oder weniger wie die erste Ausführungsform oder Vorrichtung 10 bedient. Während einer Probennahmephase wird also durchgehend eine Probe aus dem Schornstein 102 entnommen. Diese Probe wird mit Nullluft verdünnt und strömt durch das Zersetzungszellen-Sammelmodul 120 und die Teilchenfilterpackung 150. Anschließend strömt sie durch den Säuregaswäscher 160 zum Analysator 114. Während der Probennahmephase bestimmt der Analysator 114 die Menge an gasförmigem elementarem Quecksilberdampf.In operation, the second embodiment 100 more or less like the first embodiment or device 10 served. During a sampling phase, the chimney is continuously sampled 102 taken. This sample is diluted with zero air and flows through the decomposition cell collection module 120 and the particle filter pack 150 , Then it flows through the acid scrubber 160 to the analyzer 114 , The analyzer determines during the sampling phase 114 the amount of gaseous elemental mercury vapor.

Der Luftstrom durch die Zersetzungszelle 120 wird durch Betätigen von Ventilen, wie die Ventile 56 und 76 in der ersten Ausführungsform, zu einem desorbierenden Luftstrom umgeschaltet. In der desorbierenden Betriebsart dienen diese Ventile dazu, den gasförmigen Strom vom Schornstein durch Einbringen eines Nullluftstroms stromauf der Zersetzungszelle zu eliminieren. In der Desorptionsphase wird zuerst der Teilchenfilterabscheider 150 desorbiert. Die Pyrolyseeinrichtung 152 wird betätigt, um einen Zerfall jeglicher durchdringender Quecksilberverbindungen sicherzustellen. Wenn die Pyrolyseeinrichtung 152 ihre volle Betriebstemperatur erreicht hat, wird die Heizeinrichtung 154 um die Teilchenfilterpackung selbst betätigt, um Quecksilber aus der Filterpackung 150 zu desorbieren. Anfangs kann eine wesentliche Menge an Quecksilberverbindungen abgegeben werden, die durch die Pyrolyseeinrichtung 152 zersetzt werden. Wenn die Heizeinrichtung 154 ihre volle Betriebstemperatur erreicht hat, wird der Anteil an desorbierten Quecksilberverbindungen deutlich abfallen.The air flow through the decomposition cell 120 is done by operating valves like the valves 56 and 76 in the first embodiment, switched to a desorbing air flow. In the desorbing mode, these valves are used to eliminate the gaseous flow from the chimney by introducing a zero air flow upstream of the decomposition cell. In the desorption phase, the particle filter separator first 150 desorbed. The pyrolysis device 152 is operated to ensure decay of any penetrating mercury compounds. If the pyrolysis device 152 has reached its full operating temperature, the heater 154 around the particle filter pack itself, around mercury from the filter pack 150 to desorb. Initially, a substantial amount of mercury compounds can be released through the pyrolysis device 152 be decomposed. If the heater 154 has reached its full operating temperature, the proportion of desorbed mercury compounds will drop significantly.

In jedem Fall wird reines gasförmiges elementares Quecksilber zur Messung an den Analysator 114 weitergeleitet werden. Wenn die Teilchenfilterpackung 150 vollständig desorbiert und gereinigt worden ist, können die Pyrolyseeinrichtung 152 und die Heizeinrichtung 154 eingeschaltet gelassen werden. Dann wird die Quarz-Zersetzungszelle 120 durch Betätigen ihres Heizelements 128 desorbiert. Der desorbierte Quecksilberdampf wird wiederum durch die Messung des Analysators 114 detektiert.In any case, pure gaseous ele mental mercury for measurement on the analyzer 114 to get redirected. If the particle filter pack 150 the pyrolysis device can be completely desorbed and cleaned 152 and the heater 154 be left on. Then the quartz decomposition cell 120 by operating your heating element 128 desorbed. The desorbed mercury vapor is in turn measured by the analyzer 114 detected.

Wenn alle Messungen abgeschlossen sind, werden die einzelnen Komponenten mit Ventilatoren und dem Nullluft-Strom abgekühlt. Ist die Temperatur ausreichend gesunken, kehrt die Vorrichtung zu einem neuen Probennahmezyklus zurück, indem Ventile, wie die Ventile 56 und 76 der ersten Ausführungsform, betätigt werden.When all measurements have been completed, the individual components are cooled with fans and the zero air flow. When the temperature has dropped sufficiently, the device returns to a new sampling cycle by adding valves, such as the valves 56 and 76 of the first embodiment.

Bezugnehmend auf 3, die eine Draufsicht der Zersetzungszelle 20 der vorliegenden Erfindung zeigt, umfasst die Zersetzungszelle 20 vier unterschiedliche Segmente 201, 207, 212 und 221, die durch Koppler 203, 211 und 219 mit Schraubverbindungen auf bekannte Art und Weise angeschlossen sind. Ein Impaktor-Koppler 203, der mit einem Prallblech 205 ausgestattet ist, verbindet ein Einlassrohr 201 mit einem T-Adapterabschnitt 207. Ein Zersetzungszellen-Koppler 211 verbindet den T-Adapterabschnitt 207 mit einem Zersetzungszellen-Abschnitt 212. Ein Auslasskoppler 219 verbindet den Zersetzungszellen-Abschnitt 212 mit einem 90°-Adapter 221.Referring to 3 showing a top view of the denuder 20 of the present invention comprises the decomposition cell 20 four different segments 201 . 207 . 212 and 221 by coupler 203 . 211 and 219 are connected with screw connections in a known manner. An impactor coupler 203 with a baffle 205 is equipped, connects an inlet pipe 201 with a T-adapter section 207 , A denominator coupler 211 connects the T-adapter section 207 with a denuder section 212 , An outlet coupler 219 connects the denuder section 212 with a 90 ° adapter 221 ,

Der Einlass 34 umfasst das Einlassrohr 201, den Impaktor-Koppler 203 mit dem Prallblech 205, den T-Adapterabschnitt 207, ein T-Verbindungselement 209 und den Zersetzungszellen-Koppler 211. Stromab vom Einlass 34 umfasst der Zersetzungszellen-Abschnitt 212 ein inneres hohles zylindrisches Element 213 und ein äußeres zylindrisches Element 214, die zusammen einen ringförmigen Zwischenraum 215 definieren. Die Oberflächenelemente 213, 214, die an den ringförmigen Zwischenraum 215 angrenzen, sind geätzt und mit einer ausgewählten mit der Verweiszahl 216 gekennzeichneten Schicht beschichtet (siehe unten). Das hohle Innenelement 213 ist an seinem Stromab-Ende mit einem Ventilator ausgestattet, damit dieser einen Druckausgleich während dem Erwärmen und dem Abkühlen durchführen kann. Zudem befindet sich stromab am Ende der Sammeloberfläche 213 ein Stop-Glas 217. Das Stop-Glas 217 dient dazu, die Zersetzungszelle 20 in einer fixierten vertikalen Position innerhalb eines dichtpassenden Rohrs 21 (siehe 1) anzubringen. Weiter stromab vom Stop-Glas 217 ist ein Auslasskoppler 219 angeordnet, der dazu dient, das äußere zylindrische Element 214 mit einem Stromab-Anschluss eines 90°-Adapters 221 mit einer Auslassöffnung 223 zu verbinden. Die Auslassöffnung 223 erstreckt sich in einem 90° Winkel von der vertikalen Position der Zersetzungszelle 20 und ist an die Probenleitung 40 angeschlossen.The entrance 34 includes the inlet pipe 201 , the impactor coupler 203 with the baffle 205 , the T-adapter section 207 , a T-connector 209 and the denuder coupler 211 , Downstream from the inlet 34 includes the denuder section 212 an inner hollow cylindrical member 213 and an outer cylindrical member 214 that together form an annular space 215 define. The surface elements 213 . 214 that are attached to the annular space 215 adjoin, are etched and selected with the reference number 216 marked layer coated (see below). The hollow inner element 213 is equipped with a fan at its downstream end so that it can compensate for pressure during heating and cooling. It is also located downstream at the end of the collection surface 213 a stop jar 217 , The stop glass 217 serves the decomposition cell 20 in a fixed vertical position within a tight fitting pipe 21 (please refer 1 ) to attach. Further downstream from the stop glass 217 is an outlet coupler 219 arranged, which serves the outer cylindrical element 214 with a downstream connection of a 90 ° adapter 221 with an outlet opening 223 connect to. The outlet opening 223 extends at a 90 ° angle from the vertical position of the decomposition cell 20 and is on the sample line 40 connected.

Bei der Verwendung strömt Umgebungsluft über das Einlassrohr 201 in die Zersetzungszelle 20. Der Luftstrom berührt das Prallblech 205. Wenn der Luftstrom durch den Impaktor-Koppler 203 hindurchtritt, treffen größere Teilchen auf die Platte 205 und haften an dieser. Solche Impaktor-Platten sind auf dem Gebiet weithin bekannt und können verschiedene Oberflächenbeschichtungen einschließen, um sicherzustellen, dass größere Teilchen auf der Platte kleben bleiben. Kleinere im Luftstrom eingeschlossene Teilchen können frei um den Umfang der Platte strömen und bewegen sich dadurch weiterhin stromab in Richtung der Sammelfläche.When used, ambient air flows through the inlet pipe 201 into the decomposition cell 20 , The airflow touches the baffle 205 , When the airflow through the impactor coupler 203 larger particles hit the plate 205 and stick to it. Such impactor plates are well known in the art and can include various surface coatings to ensure that larger particles stick to the plate. Smaller particles trapped in the air flow can flow freely around the circumference of the plate and continue to move downstream towards the collecting surface.

Die Konstruktion des Einlassrohrs 201 ist Fachleuten auf dem Gebiet weithin bekannt. Die bevorzugte Ausführungsform des Einlassrohrs 201 ist so gestaltet, dass das Einlassrohr 201, wenn sich die Impaktor-Platte 205 im Koppler 203 befindet, als ein Elutriator mit einem Beschleunigungsstrahl von 10 lpm mit einem Querschnitt von 2,5 Mikron beschrieben werden kann. Dies bedeutet, dass bei einem Luftstrom von 10 l pro min Teilchen in einer Größe von 2,5 Mikron oder mehr durch den Impaktor entfernt werden. Das Rückhaltevermögen kann üblicherweise im Bereich von 2,5 bis 10 Mikron festgesetzt werden.The construction of the inlet pipe 201 is well known to those skilled in the art. The preferred embodiment of the inlet pipe 201 is designed so that the inlet pipe 201 when the impactor plate 205 in the coupler 203 located as an elutriator with an acceleration beam of 10 lpm with a cross section of 2.5 microns. This means that at an air flow of 10 liters per minute, particles of 2.5 microns or more in size are removed by the impactor. Retention can typically be set in the range of 2.5 to 10 microns.

Der T-Adaptor-Abschnitt 207 beihaltet den T-Einlassanschluss 209, der in der bevorzugten Ausführungsform eine ¼ Zoll Rohrverschraubung ist, die das Einführen von Nullluft in die Zersetzungszelle 20 zulässt. Die Verwendung des T-Einlassanschlusses 209 zum Einführen von Nullluft beseitigt die Notnwendigkeit eines Ventils stromauf der Zersetzungszelle 20. Im Desorptionszyklus ersetzt die durch den T-Einlassanschluss 209 strömende Nullluft jegliche durch das Einlassrohr 201 eintretende Umgebungsluft, wodurch die Zersetzungszelle 20 nach außen abgeschlossen wird.The T-adapter section 207 includes the T inlet connector 209 which, in the preferred embodiment, is a ¼ inch tube fitting that introduces zero air into the decomposition cell 20 allows. The use of the T inlet connector 209 for introducing zero air eliminates the need for a valve upstream of the decomposition cell 20 , In the desorption cycle, this is replaced by the T inlet connection 209 zero air flowing any through the inlet pipe 201 entering ambient air, causing the decomposition cell 20 is completed externally.

Der Zersetzungszellen-Koppler 211 verbindet den T-Adaptor-Abschnitt 207 mit dem Zersetzungszellenabschnitt 212, der die Sammelfläche 216 enthält. Wie beschrieben wurde, ist die Zersetzungszelle 20 in der bevorzugten Ausführungsform eine ringförmige Zersetzungszelle, bei der die Sammelfläche 216 einen ringförmigen Zwischenraum am Abstand 215 umgibt.The denaturing cell coupler 211 connects the T-adapter section 207 with the denuder section 212 that the quilt 216 contains. As has been described, the disintegration cell 20 in the preferred embodiment, an annular decomposition cell in which the collecting surface 216 an annular space at the distance 215 surrounds.

Der ringförmige Zwischenraum 215 ist wichtig, da Zersetzungszellen unter laminaren Strömungsbedingungen durch Diffusion funktionieren. Der kleine ringförmige Zwischenraum 215 ermöglicht daher ein effizientes Entfernen von RGM aus dem durch die Zersetzungszelle dringenden Luftstrom.The annular space 215 is important because decomposition cells function under laminar flow conditions through diffusion. The small, annular space 215 therefore enables an efficient removal of RGM from the air flow passing through the decomposition cell.

Wenn der Diffusionskoeffizient des Analyts bekannt ist, ist die Strömung durch die Zersetzungszelle laminar, und wenn die Strömungsrate bekannt ist, dann kann die Wirksamkeit, mit der eine Zersetzungszelle mit gegebener Länge eine Substanz entfernen kann, berechnet werden. Eine einfache röhrenförmige Zersetzungszelle, die RGM bei 10 lpm entfernen kann, müsste ziemlich lange sein (> 90 cm), wodurch sie schwer zu erwärmen wäre und rasch abkühlen würde. Eine äquivalente röhrenförmige Zersetzungszelle müsste nur etwa 6'' lang sein. Die Zersetzungszelle weist hierbei folgende Abmessungen auf: 380 mm Länge, 22 mm Außendurchmesser, 18 mm Innendurchmesser des äußeren Glases (Element 214) und 16 mm Außendurchmesser der inneren Elemente. (Dadurch ergibt sich ein Luftzwischenraum von 1 mm für den Ring (Element 215) zwischen der Außen- und der Innenfläche). Die Sammelfläche 216 ist etwa 250 mm lang. Die Zersetzungszelle 20 ist aus mehreren Gründen länger: ein vorgeheizter Bereich ist stromauf des ringförmigen Zwischenraums 215 angeordnet, damit die Nullluft vorgewärmt werden kann; ein großer zusätzlicher Oberflächenbereich ist bereitgestellt, falls die aktive Fläche durch andere Verbindungen in der Luft passiviert wird.If the diffusion coefficient of the analyte is known, the flow through the decomposition cell is laminar, and if the flow rate is known, then the effectiveness with which a decomposition cell of a given length can remove a substance can be calculated. A simple tubular decomposition cell that RGM can remove at 10 lpm would have to be quite long (> 90 cm), which would make it difficult to heat and cool quickly. An equivalent tubular decomposition cell would only need to be about 6 '' long. The decomposition cell has the following dimensions: 380 mm length, 22 mm outside diameter, 18 mm inside diameter of the outer glass (element 214 ) and 16 mm outer diameter of the inner elements. (This results in an air gap of 1 mm for the ring (element 215 ) between the outer and the inner surface). The quilt 216 is about 250 mm long. The decomposition cell 20 is longer for several reasons: a preheated area is upstream of the annular space 215 arranged so that the zero air can be preheated; a large additional surface area is provided if the active area is passivated by other compounds in the air.

Während die Quarz-Zersetzungszellen 20 und 120 als mit Kaliumchlorid beschichtet beschrieben worden sind, sind auch andere Arten von Salzen und Gemischen wirksam, wobei das Ausmaß der Wirksamkeit von einer zur anderen Art variieren kann. Es kann somit möglich sein, Natriumchlorid oder eine Kombination aus Kaliumchlorid und Natronkalk zu verwenden.During the quartz decomposition cells 20 and 120 other types of salts and mixtures have been found to be effective than those coated with potassium chloride, and the level of activity may vary from one type to another. It may therefore be possible to use sodium chloride or a combination of potassium chloride and soda lime.

Es hat sich herausgestellt, dass die Quarz-Zersetzungszelle 20, wenn sie durchgehend verwendet wird, mehrere Wochen verwendet werden kann, bevor sie neu beschichtet werden muss. Im Folgenden wird das Beschichtungsverfahren beschrieben, das während dem Testen von KCl im Labor entwickelt worden ist; es muss jedoch festgestellt werden, dass andere Verfahren gleiche oder bessere Ergebnisse bereitstellen können. Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt:

(1) Die Zersetzungszelle 20 wird mittels qualitativ hochwertigem deionisiertem Wasser abgewaschen. Es ist wesentlich, alle Spuren von KCL zu entfernen, und die Zersetzungszelle wird betrieben, während sie mit Wasser voll ist, um den Reinigungsprozess zu beschleunigen.
(2) Die Zersetzungszelle 20 wird mit qualitativ hochwertigem Methanol gespült und trocknen gelassen. Nullluft oder Argon kann durch die Zersetzungszelle 20 geblasen werden, um den Trocknungsprozess zu beschleunigen;
(3) Eine übersättigte KCl-Lösung wird durch Erwärmen von 75 ml sauberem deionisiertem Wasser in einem sauberen Kochbecher auf etwa 50°C hergestellt; hochreines Quecksilber-freies KCl wird zugesetzt und kräftig gemischt, bis sich kein KCl mehr in der Lösung auflöst; und die Lösung wird stehen gelassen während der Kochbecher gekippt wird, um sicherzustellen, dass sich die Kristalle in einer Ecke des Kochbechers sammeln (um den Restquecksilberanteil in der Lösung zu verringern, kann das KCl in einem Muffelofen 2 h lang auf 600°C erhitzt werden, um das Quecksilber zu vertreiben, und die Lösung kann vor der Verwendung mit Nullluft oder Argon gereinigt werden);
(4) Mittels Gummischlauchleitungen, die einen Anschluss an einen Gummikolben oder eine andere leicht steuerbare Vakuumquelle bereitstellen, wird die Lösung in die Quarz-Zersetzungszelle 20 gezogen. Dazu wird der Auslass der Quarz-Zersetzungszelle 20 in den Kochbecher getaucht, und zwar an der vom Becken ungelöster Kristallen entfernten Seite, und die Lösung wird langsam aus dem Kochbecher die gesamte aktive Länge der Zersetzungszelle 20 hinauf gezogen, wobei die Lösung nicht über den mattierten Abschnitt der Zersetzungszelle gezogen wird;
(5) Die Lösung wird eine Minute lang in der Zersetzungszelle gehalten und dann langsam abgelassen;
(6) Die Zersetzungszelle 20 wird mit Luft oder Argon getrocknet;
(7) Die Zersetzungszelle 20 wird untersucht, um sicherzustellen, dass eine glatte gleichmäßige Beschichtung oder ein Material abgeschieden worden ist, und falls dies nicht der Fall ist, werden die drei vorhergehenden Schritte wiederholt;
(8) Sämtliche KCl-Spuren werden vom Auslass der Zersetzungszelle 20 entfernt, indem dieser in eine Quelle mit deionisiertem Wasser getaucht wird und bis zur geeigneten Tiefe versenkt wird, wobei dieser Vorgang zumindest 3mal wiederholt wird und für jeden Spülvorgang frisches Wasser verwendet wird;
(9) Wiederum werden Nullluft oder Argon verwendet, um die Zersetzungszelle 20 zu trocknen.

It has been found that the quartz decomposition cell 20 , if used continuously, can be used for several weeks before it needs to be recoated. The following describes the coating process that was developed during the testing of KCl in the laboratory; however, it must be noted that other methods can provide the same or better results. The procedure is carried out as follows:

(1) The decomposition cell 20 is washed off with high quality deionized water. It is essential to remove all traces of KCL and the denuder will operate while it is full of water to speed up the cleaning process.
(2) The decomposition cell 20 is rinsed with high quality methanol and left to dry. Zero air or argon can pass through the decomposition cell 20 be blown to speed up the drying process;
(3) A supersaturated KCl solution is prepared by heating 75 ml of clean deionized water in a clean beaker to about 50 ° C; high-purity mercury-free KCl is added and mixed vigorously until no more KCl dissolves in the solution; and the solution is left standing while the beaker is tilted to ensure that the crystals collect in one corner of the beaker (to reduce the residual mercury content in the solution, the KCl can be heated to 600 ° C in a muffle furnace for 2 hours to drive off the mercury and the solution can be cleaned with zero air or argon before use);
(4) The solution is fed into the quartz decomposition cell by means of rubber hose lines, which provide a connection to a rubber piston or another easily controllable vacuum source 20 drawn. This is the outlet of the quartz decomposition cell 20 dipped in the cooking cup, on the side away from the pool of undissolved crystals, and the solution slowly becomes the entire active length of the decomposition cell from the cooking cup 20 pulled up, not pulling the solution over the frosted section of the denuder;
(5) The solution is held in the decomposition cell for one minute and then slowly drained;
(6) The decomposition cell 20 is dried with air or argon;
(7) The decomposition cell 20 is examined to ensure that a smooth, even coating or material has been deposited, and if not, the three previous steps are repeated;
(8) All KCl traces are from the outlet of the denuder 20 removed by immersing it in a source of deionized water and submerging it to the appropriate depth, repeating this process at least 3 times and using fresh water for each rinse;
(9) Again, zero air or argon are used to make up the denuder 20 to dry.

Dies ist nur ein Verfahren zur Beschichtung der Zersetzungszelle. Lösungen mit geringeren Konzentrationen der Adsorptionslösung haben sich ebenfalls als wirksam erwiesen.This is just a process for coating the decomposition cell. Solutions with lower concentrations of the adsorption solution have also been found to be proven effective.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform eine ringförmige Zersetzungszelle als einen Adsorber verwenden kann, kann die Zersetzungszelle durch einen beliebigen Adsorber, der thermal regenerierbar ist, wie z. B. eine röhrenförmige Zersetzungszelle, oder eine herkömmliche gepackte Kartusche ersetzt werden. Adsorptionskartuschen sind weithin bekannt, können aus einer großen Vielzahl an Materialien (Glas, Keramik) hergestellt werden und weisen eine Vielzahl an Innenmaterialien und Formen auf, um die Adsorptionsbeschichtung zu tragen (z. B. Quarz oder Keramik, Chips oder Perlen). Auch herkömmliche wabenartige katalytische Keramikträger können herangezogen werden. Die einzigen Anforderungen an das Material sind, dass es kein Quecksilber zurückhalten darf und beständig gegenüber hohen Temperaturen sein muss.Although the preferred embodiment may use an annular decomposition cell as an adsorber, the decomposition cell may be replaced by any adsorber that is thermally regenerable, e.g. B. a tubular decomposition cell, or a conventional packed cartridge can be replaced. Adsorption cartridges are well known, can be made from a wide variety of materials (glass, ceramics) and have a variety of interior materials and shapes to support the adsorption coating gene (e.g. quartz or ceramic, chips or pearls). Conventional honeycomb-like catalytic ceramic supports can also be used. The only requirements for the material are that it must not retain any mercury and must be resistant to high temperatures.

Die Beschichtung in der Zersetzungszelle oder Desorptionseinheit ist vorzugsweise so, dass sie Quecksilber oder elementares Quecksilber bei Desorption freisetzt, und der Erfinder hat die Erfahrung gemacht, dass dies immer der Fall ist. Bei manchen Beschichtungsmaterialien und möglicherweise auch bei manchen Betriebsbedingungen kann jedoch zumindest ein Teil des Quecksilbers als reaktives gasförmiges Quecksilber freigesetzt werden. In diesem Fall kann die Pyrolyseeinheit unmittelbar stromab bereitgestellt werden, um das freigesetzte RGM zu elementarem Quecksilber zu pyrolisieren.The Coating in the decomposition cell or desorption unit preferably so that they are mercury or elemental mercury releases on desorption, and the inventor has had the experience that this is always the case. With some coating materials and possibly also in some operating conditions, however, at least part of the Mercury as a reactive gaseous Mercury to be released. In this case the pyrolysis unit be provided immediately downstream to release the released RGM pyrolyzing elemental mercury.

Claims

Detection module for differentiating between reactive gaseous mercury and mercury in element form as well as particulate bound mercury and for use in a mercury analysis arrangement, the detection module comprising: an adsorption unit with an extended transfer area and a coating on the transfer area to adsorb and enable reactive gaseous mercury elemental mercury and particulate bound mercury pass through the adsorbent unit, the adsorbent unit having an adsorbent unit inlet for a gas sample and an adsorbent unit outlet for connection to a pump means to draw the gas sample through the adsorbent unit, and is formed from a material that is one Can withstand desorption temperature; characterized in that the detection module further comprises: a first inlet for a purge gas, which is essentially free of mercury vapor, for rinsing out of the adsorption unit and connectable to the adsorption unit inlet; and a heater to heat the adsorption unit to the desorption temperature which is above an adsorption temperature, the desorption temperature being such that it causes reactive gaseous mercury adsorbed to the coating to be released for measurement as gaseous elemental mercury vapor and that the coating on the transfer surface is regenerated.

Detection module according to claim 1, wherein the heating device a first heating element arranged around the adsorption unit and a first heating controller connected to the first heating element comprises, wherein the first heating controller the temperature of the first heating element to a first temperature at which the adsorption unit causes that the reactive gaseous Mercury is adsorbed, and to a second, elevated temperature can regulate the reactive gaseous mercury compounds adsorbed on the adsorption unit decay and mercury as gaseous elemental mercury vapor release.

Detection module according to claim 2, comprising a detection module housing, in which the adsorption unit is mounted in such a way that the adsorption unit inlet from the detection module housing extends out, and wherein the heating device comprises a second heating element, which is arranged around the adsorption unit inlet, and comprises a second heating controller connected to the second heating element is connected to the adsorption unit inlet at a fixed Maintain temperature.

A detection module according to claim 3, wherein the heater a third heating element within the detection module housing in order to the housing to heat, and a third heating element controller to control it includes.

Detection module according to claim 4, comprising a first Cooling fan of the adsorption unit and a second fan Blow air through the detection module housing to cool it.

Detection module according to claim 1, the at least one Cooling fan of the adsorption unit.

Detection module according to claim 1, wherein the adsorption unit comprises a decomposition cell and wherein the adsorption unit is one first outlet for connection to the pumping means and a particle filter pack, which arranged between the adsorption unit outlet and the first outlet is.

A detection module according to claim 7, wherein the filter pack Filter material includes that of elevated temperature can be exposed to release mercury vapor and the To regenerate the filter pack, whereby the particle-bound mercury, which is collected in the particle filter pack by heating the Filter material are released as elemental mercury vapor can.

Detection module according to one of the preceding claims, comprising a T-shaped inlet connection, which is connected to the adsorption unit inlet, the T-shaped inlet connection being a straight connection for the gas sample and provides a side connection that is connected to the first inlet to supply purge gas.

Detection module according to claim 9, which is a first Valve with a first port opening to the first inlet is connected, a first valve outlet and a second Valve outlet includes, the side connection of the T-shaped connection is connected to the second valve outlet and a flow restrictor is connected to the first valve outlet, causing the first Valve the first inlet selectively to either the flow restrictor connect can to enable it that a throttled purge gas flow through the T-shaped Connection for the supply of purge gas to the atmosphere or is delivered to the adsorption unit.

Detection module according to one of the preceding claims, wherein coating one of potassium chloride, sodium chloride and one Combination of potassium chloride and other halogen salts includes.

Detection module according to claim 7 or 8, wherein the Decomposition cell is formed from quartz glass.

Detection module according to one of the preceding claims, wherein the adsorbent unit inlet comprises an inpactor to move particles over a predetermined size.

Device for use with a mercury analyzer for the detection of reactive gaseous Mercury, the device being a detection module according to a of the preceding claims includes and includes: (1) a pumping agent that is applied to the Adsorption unit outlet is connected to the gas sample through the Pull adsorption unit; and (2) a purge gas supply for the Supply of a purge gas, that can be connected to the adsorption unit inlet, for purge gas to pass through the adsorption unit, causing the gas sample to the use in a sampling phase of the pumping medium by the Adsorption unit is pulled and reactive gaseous mercury is adsorbed onto the coating of the adsorption unit and in a desorption phase the heater is actuated and purge gas the adsorption unit inlet through the adsorption unit to Adsorption unit outlet is pulled, so that adsorbed reactive gaseous Mercury desorbed as elemental mercury vapor and in the purge gas stream is taken away.

The apparatus of claim 14, wherein the purge gas supply means formed in one piece with the pumping means and through a purge gas supply line the adsorption unit inlet is connected.

The apparatus of claim 15, wherein the pumping means connected to the adsorption unit outlet through a sample line and wherein the sample line is a branch port for Connect to a mercury analyzer includes.

The apparatus of claim 16, wherein the sample line and the flushing connection line with a common line heater and a common one Line heater controllers are provided.

Apparatus according to claim 17, which is a first valve comprises a first connection opening, a first valve outlet and a second valve outlet, the valve in the Purge gas supply line is provided and operated can be to the first port either at the first or to connect the second valve outlet, the first connection opening and the first valve outlet is connected to the purge gas supply line are.

Apparatus according to claim 18, which has a T-shaped connection which is connected to the adsorption unit inlet, being the T-shaped Connection of a straight connection for the gas sample provides in the adsorption unit and includes a lateral connection opening, to the purge gas supply line connected.

Apparatus according to claim 18 or 19, wherein the Detection module as defined in claim 10, and the one flow restrictor comprises connected to the second valve outlet of the first valve with the first valve during the sampling gas line of the adsorption unit with the flow restrictor connects, causing a throttled purge gas flow through the purge gas supply line allows so that possible backflow of Contamination in the purge gas supply line is prevented up.

Apparatus according to claim 18, 19 or 20, the one Includes filter device, the at least one final filter and one Particle filter pack includes that in the purge gas supply line immediately upstream from first valve is arranged.

Apparatus according to any one of claims 16 to 21, wherein the adsorption unit is mounted in an adsorption unit housing and wherein the heating device comprises a first heating element which is arranged around the adsorption unit so as to close it heat comprises a first heating element controller connected to the first heating element, the heating element controller being able to keep the first heating element at a first temperature during the sampling phase and at a second elevated temperature during the desorption phase, and wherein the adsorption unit housing comprises a housing heating device and one Housing heater controller includes to control them to maintain the adsorption unit housing at a desired temperature.

Device according to claim 22 as a subclaim Claim 19, which is an inlet heater around the T-shaped connector around and includes an inlet heater controller to control the inlet on a desired Maintain temperature.

Apparatus according to claim 20, which is a second valve comprises a second connection opening and a first and a second inlet comprises, wherein the second valve can be actuated to the second port opening connect either to the first or the second inlet opening, whereby the second connection opening and the first outlet in the sample line between the adsorption unit and the pumping medium are turned on, and wherein the device has an air inlet and a gas washer for the first stage includes that between the air inlet and the second inlet port is provided, whereby the second valve during the sampling phase Provides connection between the second connection opening and the first inlet opening, to draw a sample gas through the adsorption unit and during a desorption phase the second port to the second opening is connected so that the pump means air through the scrubber for the first stage pulls through to purge gas to create.

The device of claim 24, wherein the pumping means a sample pump that includes a pump inlet connected to the second Connection opening of the second valve is connected and has a pump outlet, and wherein one scrubber for the second Step between the pump outlet and the purge gas supply line is switched on.

Apparatus according to claim 25, which is a pressure relief valve includes, which is connected to the pump outlet to in the purge gas supply line a desired one To maintain pressure.

Apparatus according to claim 26, which is a mass flow meter and a buffer tank that is between the second valve and the pump is switched on.

Device according to one of claims 16 to 27 in combination with a mercury analyzer, wherein the mercury analyzer to the branch port opening the sample line and the purge gas supply line is connected and in which the combination comprises a controller, to the pumping medium, the heating device and the mercury analyzer is connected to control them.

The apparatus of claim 14, which is a particle filter pack includes that between the pumping means and the adsorption unit outlet is switched on and adjacent to the adsorption unit outlet is arranged to hold particles bound to the mercury and let the elemental mercury through.

The apparatus of claim 29, wherein the particle filter pack is regenerable to facilitate repeated measurements, and which includes means to heat the regenerable filter pack to mercury desorb from particles contained therein.

The device of claim 30, wherein the regenerable Filter pack a filter core and one arranged around the core Filter heater includes to heat the core to effect the desorption of mercury, as well as a pyrolysis device downstream of the filter core to any mercury from the filter pack is desorbed as a mercury compound to pyrolyze, whereby any mercury compounds to gaseous elemental mercury vapor be pyrolyzed.

Apparatus according to any one of claims 14 to 31, wherein the adsorption unit inlet an inpactor to hold particles above a predetermined size.

A device according to any one of claims 14 to 31, wherein the device also a cooling device for cooling of the adsorption unit, whereby a new measuring cycle begins can.

Apparatus according to claim 14, for use in surveillance of chimney exhaust air, which is a dilution unit which includes an inlet for Chimney exhaust, one connected to the adsorption unit outlet Outlet and an inlet for Has dilution air.

35. The apparatus of claim 34, wherein the dilution air inlet to the purge gas supply connected.

36. The apparatus of claim 35, comprising an acid gas scrubber connected between the pumping means and the adsorbent unit outlet to remove acid gas from the gas stream rule.

Method for determining the amount of reactive gaseous mercury in a gas sample and measuring the reactive gaseous mercury, where the process comprises the following steps: (1) passing through the gas sample directly through an adsorption unit with an adsorption unit inlet opening to the gas sample and an adsorption unit outlet, and which is capable of endure a desorption temperature, the adsorption unit an extensive surface which is provided with a coating to reactive gaseous mercury to adsorb and allow that elemental mercury and the particulate mercury in the gas sample go through the adsorption unit, the adsorption unit at a suitable adsorption temperature above ambient temperature the gas sample is held to the condensation of water vapor while to prevent adsorption, characterized in that the method further includes the following steps: (2) after a known amount the gas sample has been passed through the adsorption unit, stopping the supply of the gas sample, and passing one purge gas through the adsorption unit; and (3) while purging gas through the adsorption unit is passed through, the heating of the Adsorption unit on the over the desorption temperature lying around the Desorption of reactive gaseous Mercury compounds as gaseous elemental mercury vapor to carry along in the purge gas and to effect the coating regenerate the adsorption unit, and with the purge gas the carried gaseous elemental mercury vapor to a mercury analyzer guide to the extent of reactive gaseous Determine mercury in the gas sample.

The method of claim 36, which comprises heating the Adsorption unit in step (3) to a temperature of essentially 500 ° C.

The method of claim 37 or 38, which is maintaining an adsorption temperature of substantially 50 ° C comprises.

The method of claim 37, 38 or 39, the Introducing the gas sample into the adsorption unit through an inlet, keeping the inlet at a first lower temperature for adsorption and a second higher temperature for desorption includes.

41. The method of claim 40, including holding the inlet at a temperature of essentially 50 ° C for adsorption and essentially 90 ° C for Desorption includes.

The method of any one of claims 37 to 41, further includes the following step: (4) directing a portion of the Gas sample that has passed through the adsorption unit, to the mercury analyzer before step (2) by the amount of elemental Determine mercury in the gas sample.

The method of claim 42, which is providing a decomposition cell as an adsorption unit and filtering out of particles, the particulate mercury contained, from the gas sample, downstream of the decomposition cell, while the elemental mercury is let through in the gas sample.

The method of claim 42 or 43, further includes the following step: (5) filtering out particles with a regenerable filter pack and before step (3) and after step (4) heating the regenerable filter pack to a temperature at which the particulate bound mercury from the regenerable filter pack as gaseous elemental mercury vapor is desorbed, and carrying this gaseous elemental Mercury vapor in the purge gas stream, by the amount of particulate bound Determine mercury in the gas sample.

The method of claim 44, wherein heating the particulate Filter pack includes: the provision of a pyrolysis device downstream of the filter pack and first heating the Pyrolysis device at operating temperature to pyrolysis any ensure mercury compounds desorbed from the filter pack; and after the pyrolysis device has reached operating temperature has reached maintaining the operating temperature on the pyrolysis device and heating the filter pack to cause mercury and mercury compounds evaporated from it.

The method of claim 45, wherein after the mercury compounds have been desorbed on the regenerable filter pack on the regenerable filter pack and the pyrolysis device exerted temperature is maintained and the decomposition cell is heated according to step (3), to gaseous Desorb elemental mercury vapor from it, causing mercury vapor from the decomposition cell to analysis by the regenerable filter pack passes.

Method according to one of claims 37 to 36, comprising a cooling device for cooling the adsorb tion unit after step (3), whereby the analysis of a new sample can begin.

A method according to any one of claims 37 to 47, which comprises providing the adsorption unit in its own detection module and that Mount the detection module outside and away from the pumping means includes to draw ambient air through the adsorption unit and for to provide the adsorption unit and purge gas far from the mercury analyzer.

51. The method of claim 48, including providing a pump module that includes a pump to pass the gas sample through the adsorption unit to pull, and includes means to purge gas in the To provide essentially free of mercury vapor, as well Providing a sample connection line and a purge gas line between the pumping means and the collection module.

50. The method according to any one of claims 37 to 49, which comprises providing a T inlet connection for the adsorption unit, the provision of a straight through to the adsorption unit Connection for which comprises sample gas and a branching connection for purge gas, and no supply to the T inlet port in the course of step (1) with purge gas, whereby only the sample gas through the T inlet port and into the Adsorption unit is pulled, and in step (2) and (3) the T inlet port with a purge gas stream in a substantial surplus to the purge gas flow the adsorption unit is powered, causing excess purge gas through the T inlet port outward is released to contaminate the purge gas flow through the adsorption unit from the outside to prevent.

49. The method according to any one of claims 37 to 50, the removing a chimney extract and before step (1) the dilution of the Stack gases extract with a purge gas which is essentially mercury free and low relative Has moisture to dilute the chimney extract and to form the gas sample with reduced relative humidity.

The method of claim 51, which is passing through of the sample and the purge gas covered by an acid scrubber, before the sample and the purge gas in terms of gaseous elemental mercury vapor can be analyzed.