一种工业废气中SO3在线测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业废气中SO3在线测量装置和方法，装置包括烟气采样系统、控制冷凝系统、液相处理系统、离子检测系统、数字控制系统等五个系统。本装置采用等温取样，烟气经旋风分离器和石英棉滤网去除飞灰，控制冷凝后进行液相处理，利用铬酸钡冷法将硫酸根离子转化为黄色铬酸根离子通过分光光度计进行检测，数字控制系统进行数据接收和处理，计算出三氧化硫浓度。本发明专利技术实现了工业废气中SO3的在线测量，可以为火电厂提供实时酸雾排放情况，便于火电厂进行参数控制，提高锅炉运行的安全性和经济性。

SO3 on-line measuring device and method for industrial waste gas

The invention discloses an on-line SO3 in industrial waste gas measuring device and method, device comprises a gas sampling system, control system, liquid phase condensation processing system, ion detection system, the digital control system and other five systems. The device uses isothermal sampling, flue gas through a cyclone separator and a quartz filter cotton fly ash removal, condensation control after the liquid treatment, using barium chromate cold method of sulfate ion into yellow chromate by spectrophotometric detection, digital control system of data receiving and processing, calculate the concentration of sulfur dioxide three. The invention realizes the on-line measurement of SO3 in industrial waste gas, can provide real-time mist emissions of coal-fired power plants, coal-fired power plant were for parameter control, improve the safety and economy of boiler operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于节能环保工程
，具体涉及三氧化硫在线测量的装置和方法。
技术介绍
工业生产过程中产生的三氧化硫是一种主要大气污染物，且其极易与水蒸气结合生成H2SO4，会对设备造成腐蚀，并且导致酸雨问题。尽管烟道中的三氧化硫含量通常仅有1-50ppm，但其却对烟气酸露点有非常显著的影响。火电厂为避免H2SO4酸雾对锅炉尾部烟道金属受热面造成腐蚀，同时为降低电厂排烟热损失，往往需要将排烟温度控制在略高于烟气酸露点的某个区间内。三氧化硫浓度的测量对电厂运行的经济性与安全性具有十分重要的意义。目前，对于工业废气中SO3的测量主要存在以下几个问题：1.采样管的温度一般被设置在260℃以上，与烟道中的实际温度不一致，SO2在高温条件下易被飞灰催化氧化为SO3，致使测得的SO3浓度偏高；2.烟气中的SO3容易在飞灰上沉积冷凝，致使测得的SO3浓度偏低；3.部分专利中设计了SO3的采样装置，但没有检测部分，或采用离子色谱法，虽然精度较高，但无法实现在线测量。为解决上述问题，本专利技术提出一种工业废气中SO3在线测量装置和方法。
技术实现思路
技术目的：本专利技术提出了一种工业废气中SO3在线测量装置和方法，减小了采样误差和飞灰影响，实现了在线测量，操作便捷，测量结果具有更高的准确度。技术方案：本专利技术的一种工业废气中SO3在线测量装置中，采样枪头、第一阀门、旋风分离器、第一石英棉滤网、采样管顺序连接，采样管的输出端通过设有蛇形冷凝管的冷却器接第二石英棉滤网，第二石英棉滤网的输出端通过第四阀门分成两路，其中一路通过第五阀门接反应器，另一路通过第六阀门、第六泵接流量计；第一盛液瓶通过第二泵分别接蛇形冷凝管、冲洗喷头，冲洗喷头位于第二石英棉滤网处；第一盛液瓶还通过第三泵接反应器；第二盛液瓶通过第四泵接反应器；第三盛液瓶通过第五泵接接反应器；在接反应器的下部设有第三石英棉滤网，在第三石英棉滤网的下部设有磁力搅拌器，在磁力搅拌器的下部设有分光光度计，分光光度计的下部通过第七阀门接回收处理池。所述冷却器中，蛇形冷凝管包括蛇形冷凝管Ⅰ和蛇形冷凝管Ⅱ，蛇形冷凝管Ⅰ和蛇形冷凝管Ⅱ之间并联连接第一泵，在蛇形冷凝管尾端设置有石英棉滤网和冲洗喷头。所述磁力搅拌器能以产生搅拌、排渣两种磁场，第三石英棉滤网上堆积的废渣在排渣磁场作用下振落至回收处理池。本专利技术的一种工业废气中SO3在线测量方法包括以下步骤：1)测试采样枪头处的烟道温度，反馈至中央处理器，中央处理器控制采样系统温控参数与烟道温度一致；2)气泵将烟气泵入，经过旋风分离器、第一石英棉滤网去除飞灰后进入蛇形冷凝管，SO3在冷凝管中充分冷却形成酸雾；3)第六泵为气泵，提供负压将冷凝管内气体抽出流经流量计，第二泵为液泵，将吸收液泵入冷凝管，吸收冷凝管内的酸雾形成SO42-；4)第三泵、第四泵、第五泵为液泵，将铬酸钡溶液、氨水、去离子水泵入反应器，磁力搅拌器产生搅拌磁场充分反应；5)第七泵为气泵，产生负压使反应器中清液通过第三石英棉滤网进入分光光度计的检测瓶，分光光度计产生特定波长的可见光照射检测瓶中的清液，检测吸光度；6)中央处理器处理温度、泵流量、泵开启时间、气体流量计和分光光度计检测结果，并依此计算出所测得的三氧化硫浓度显示在显示屏上。所述的蛇形冷凝管中两支并联的蛇形冷凝管交替工作。所述的反应器的温度控制在10-15℃，反应时间10min。所述分光光度计的照射光波长为420nm。有益效果：1.采样时保持采样管温度与烟道实际温度一致，避免SO2高温下氧化的影响；2.采用多重过滤设计，减少飞灰对SO2的催化以及SO3在飞灰上的沉积冷凝；3.利用铬酸钡冷法将硫酸根离子转化为黄色铬酸根离子，并用分光光度计测出离子浓度，实现三氧化硫浓度在线测量；4.采用双冷凝管并联连接，交替工作，缩短了在线测量时间间隔；5.整套装置设计高度自动化，操作便捷。附图说明图1为一种工业废气中SO3在线测量装置和方法的示意图。图中有：采样枪头1、旋风分离器2、第一石英棉滤网3-1、第二石英棉滤网3-2、第三石英棉滤网3-3、采样管4、蛇形冷凝管5、冲洗喷头6、反应器7、磁力搅拌器8、分光光度计9、流量计10、中央处理器11、显示屏12、回收处理池13、第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4、第五阀门v5、第六阀门v6、第七阀门v7、第一泵p1、第二泵p2、第三泵p3、第四泵p4、第五泵p5、第六泵p6、第七泵p7、第一盛液瓶b1、第二盛液瓶b2、第三盛液瓶b3。具体实施方式为实现上述技术目的，本专利技术采取以下技术方案：通过温度传感器和温控装置使采样管内温度与烟道实际温度保持一致，实现等温取样；在采样部分设置过滤室，烟气通过过滤室内的旋风分离器和石英棉滤网去除飞灰；在冷凝管尾端设置石英棉滤网和冲洗喷头，回收前端未能过滤飞灰上的酸雾沉积；冷凝后对酸雾用吸收液进行液相处理，进入离子检测系统的反应器中进行铬酸钡转化反应；用分光光度计检测转化后溶液吸光度，并将结果传送至数字控制系统；中央处理器运算处理得出三氧化硫浓度。本专利技术提出的一种工业废气中SO3在线测量装置和方法，其装置由烟气采样系统、控制冷凝系统、液相处理系统、离子检测系统、数字控制系统等五个系统组成，各系统的结构和功能为：1.烟气采样系统由采样枪头、过滤室、采样管依次连接而成，过滤室内安装有旋风分离器，用于将烟气中的飞灰分离并清除，过滤室尾端为石英棉滤网，进一步过滤烟气中的飞灰。滤网与过滤室、采样管间均为螺纹连接，拆卸便捷，石英棉滤网可更换。采样枪头和采样管外壁绕有电加热装置，在电加热装置外另设有保温箱将采样枪头、过滤室、采样管罩在内部以实现保温。采样枪头前端和采样管后端的外壁上均设有测温装置，所有测温装置和加热装置均与数字控制系统联通。2.控制冷凝系统包括两支并联的蛇形冷凝管，交替工作，管上设置有相应阀门。冷凝管后端设置有石英棉滤网，以减小残余飞灰上凝结酸雾引起的误差。冷凝管放置于温控箱中，温度控制在60-75℃。由于冷凝管温度低于硫酸露点温度，烟气通过时将在冷凝管中产生硫酸雾滴，从而分离出烟气中的SO3。3.液相处理系统包括盛液瓶、冲洗喷头以及相应液泵、气泵和阀门。各液泵、气泵的流量均受数字控制系统控制。抽气气泵提供负压，将冷凝管内剩余气体抽出至数字控制系统，以计算气体流量。吸收溶液瓶用于盛装吸收液并通过阀门与冷凝管相连，液泵打开后，吸收液与冷凝管中硫酸液滴形成混合液。压液气泵产生高压空气，将冷凝管中的混合液压入离子检测系统。管端滤网处设置有冲洗喷头，通过液泵喷出吸收液，将滤网积灰处沉积的酸雾冲洗完全，以使硫酸酸雾全部进入离子检测系统。4.离子检测系统包括反应器、磁力搅拌器、分光光度计、抽滤装置和盛装检测液的溶液瓶，利用分光光度计，采用铬酸钡冷法对混合液中的SO42-浓度进行检测。通过液泵向反应器中加入一定浓度和一定量的铬酸钡溶液和氨水，铬酸钡可与硫酸根离子发生如下反应：SO42-+BaCrO4→BaSO4+CrO42-，生成的CrO42-在碱性溶液中呈黄色，其含量与硫酸根离子相同。为使反应充分进行，将反应器放置在冷水浴中冷却，并用磁力搅拌器搅拌加快反应速度。反应充分后，利用抽滤装置，抽滤气泵抽气形成负压，反应器中溶液通过滤纸，将生成的硫酸钡沉淀和过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业废气中SO3在线测量装置，其特征在于，在该装置中，采样枪头(1)、第一阀门(v1)、旋风分离器(2)、第一石英棉滤网(3‑1)、采样管(4)顺序连接，采样管(4)的输出端通过设有蛇形冷凝管(5)的冷却器接第二石英棉滤网(3‑2)，第二石英棉滤网(3‑2)的输出端通过第四阀门(v4)分成两路，其中一路通过第五阀门(v5)接反应器(7)，另一路通过第六阀门(v6)、第六泵(p6)接流量计(10)；第一盛液瓶(b1)通过第二泵(p2)分别接蛇形冷凝管(5)、冲洗喷头(6)，冲洗喷头(6)位于第二石英棉滤网(3‑2)处；第一盛液瓶(b1)还通过第三泵(p3)接反应器(7)；第二盛液瓶(b2)通过第四泵(p4)接反应器(7)；第三盛液瓶(b3)通过第五泵(p5)接接反应器(7)；在接反应器(7)的下部设有第三石英棉滤网(3‑3)，在第三石英棉滤网(3‑3)的下部设有磁力搅拌器(8)，在磁力搅拌器(8)的下部设有分光光度计(9)，分光光度计(9)的下部通过第七阀门(v7)接回收处理池(13)。

【技术特征摘要】
1.一种工业废气中SO3在线测量装置，其特征在于，在该装置中，采样枪头(1)、第一阀门(v1)、旋风分离器(2)、第一石英棉滤网(3-1)、采样管(4)顺序连接，采样管(4)的输出端通过设有蛇形冷凝管(5)的冷却器接第二石英棉滤网(3-2)，第二石英棉滤网(3-2)的输出端通过第四阀门(v4)分成两路，其中一路通过第五阀门(v5)接反应器(7)，另一路通过第六阀门(v6)、第六泵(p6)接流量计(10)；第一盛液瓶(b1)通过第二泵(p2)分别接蛇形冷凝管(5)、冲洗喷头(6)，冲洗喷头(6)位于第二石英棉滤网(3-2)处；第一盛液瓶(b1)还通过第三泵(p3)接反应器(7)；第二盛液瓶(b2)通过第四泵(p4)接反应器(7)；第三盛液瓶(b3)通过第五泵(p5)接接反应器(7)；在接反应器(7)的下部设有第三石英棉滤网(3-3)，在第三石英棉滤网(3-3)的下部设有磁力搅拌器(8)，在磁力搅拌器(8)的下部设有分光光度计(9)，分光光度计(9)的下部通过第七阀门(v7)接回收处理池(13)。2.根据权利要求1所述的一种工业废气中SO3在线测量装置，其特征在于，所述冷却器中，蛇形冷凝管(5)包括蛇形冷凝管Ⅰ和蛇形冷凝管Ⅱ，蛇形冷凝管Ⅰ和蛇形冷凝管Ⅱ之间并联连接第一泵(p1)，在蛇形冷凝管尾端设置有石英棉滤网和冲洗喷头。3.根据权利要求1所述的一种工业废气中SO3在线测量装置，其特征在于，所述磁力搅拌器(8)能以产生搅拌、排渣两种磁场，第三石英棉滤网(3-3)上堆积的废渣在排渣磁场作用下振落至回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：段伦博，靳爽，张智，李勇勇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32