一种间歇式三氧化硫在线测量设备及方法技术

本发明专利技术涉及电力、工业锅炉等环保技术领域，具体为一种间歇式三氧化硫在线测量设备及方法。本发明专利技术设备包括烟气采集系统，冲洗及冲洗液计量系统，以及硫酸根离子测量系统；所述的烟气采集系统包括烟枪，连接在烟枪出口处的蛇形冷凝管，通过三通电磁阀的第一出口依次连接在蛇形冷凝管出口处的气液分离器、气体质量流量计和气泵；所述的冲洗及冲洗液计量系统包括连接在蛇形冷凝管入口处的冲洗液储罐，通过三通电磁阀的第二出口依次连接在蛇形冷凝管出口处的收集液储罐和液体流量计；所述的硫酸根离子测量系统包括与收集液储罐连接的反应床，反应床输出端连接的光电盒；所述的光电盒输出端连接液体流量计输入端。本发明专利技术在线测量结果准确，操作简单。

A kind of intermittent sulfur trioxide on-line measuring equipment and method

【技术实现步骤摘要】
一种间歇式三氧化硫在线测量设备及方法
本专利技术涉及电力、工业锅炉等环保
，具体为一种间歇式三氧化硫在线测量设备及方法。
技术介绍
燃煤电厂及工业锅炉的烟气中常含有SO3，SO3不仅是造成管道腐蚀、空预器堵塞的直接原因，而且SO3是形成PM2.5重要的前驱体，易引发大气雾霾。自2015年起，燃煤锅炉的SO3排放浓度限值陆续定为5mg/m3。部分电厂喷射碱剂以降低烟气中的SO3浓度，SO3生成浓度受负荷影响大，SO3的浓度直接决定着碱剂的喷射量。因此，非常有必要对燃煤烟气中的SO3浓度进行在线测量，为燃煤电厂及工业锅炉防治空预器堵塞、管道腐蚀、碱剂喷射量及SO3超标排放等问题提供指导依据。目前，现有SO3测量法多为离线测量法，无法实现在线监测的功能。虽然市面上已有公司开发出SO3在线监测设备，但是该设备的技术原理与国标或国际标准有出入，测量准确性无法保证，准确性较差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种能实现对燃煤烟气中的SO3浓度的在线准确测量，为燃煤电厂及工业锅炉防治空预器堵塞、管道腐蚀、碱剂喷射量及SO3超标排放等问题提供指导依据的间歇式三氧化硫在线测量设备及方法。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种间歇式三氧化硫在线测量设备，包括烟气采集系统，冲洗及冲洗液计量系统，以及硫酸根离子测量系统；所述的烟气采集系统包括烟枪，连接在烟枪出口处的蛇形冷凝管，通过三通电磁阀的第一出口依次连接在蛇形冷凝管出口处的气液分离器、气体质量流量计和气泵；所述的冲洗及冲洗液计量系统包括连接在蛇形冷凝管入口处的冲洗液储罐，通过三通电磁阀的第二出口依次连接在蛇形冷凝管出口处的收集液储罐和液体流量计；所述的硫酸根离子测量系统包括与收集液储罐连接的反应床，反应床输出端连接的光电盒；所述的光电盒的输出端连接液体流量计的输入端。进一步的，所述的蛇形冷凝管的夹套出入口连接有恒温水浴箱；气液分离器、气体质量流量计和气泵，以及反应床和光电盒均设置在冷干机中。进一步的，所述的冲洗液储罐的内部设置液位指示器，罐体下部设置阀门。进一步的，所述的冲洗及冲洗液计量系统还包括通过第一电磁脉冲泵连接在冲洗液储罐上的洗液储罐，所述的收集液储罐和液体流量计之间设置第二电磁脉冲泵，液体流量计的输出端连接废液罐。所述的反应床和光电盒之间设置第三电磁脉冲泵。更进一步的，所述的洗液储罐中设置有并联的去离子水储室和异丙醇水溶液储室。一种间歇式三氧化硫在线测量方法，包括，步骤1，开启气泵，三通电磁阀通电，设置采样速率为5-20L/min，采样时间为2-30min，通过烟枪采集烟气，通过蛇形冷凝管降温后采集到三氧化硫降温后形成的硫酸酸雾，采集烟气依次经气液分离器干燥后，通过气体质量流量计，最后经气泵排出，完成烟气采集；气体质量流量计输出流经的烟气采集量QgL；启动第一电磁脉冲泵，将储液罐中的冲洗液泵入冲洗液储罐，直至设定液量体积，关闭第一电磁脉冲泵，冲洗液储罐中的冲洗液备用；步骤2，待烟气采集完成时，关闭气泵，三通电磁阀断电，打开冲洗液储罐下部的阀门，用冲洗液冲洗蛇形冷凝管，冲洗时间<10秒，收集附着在蛇形冷凝管内壁的硫酸酸雾，冲洗后的收集液流至收集液储罐；待蛇形冷凝管冲洗完毕后，开启气泵、三通电磁阀通电、开启第一电磁脉冲泵，向冲洗液储罐中重新注入冲洗液，开始新一回合的采样；步骤3，收集液储罐中收集液中的硫酸根离子溶液流经反应床时与反应床进行反应得到有色溶液，有色溶液被第三电磁脉冲泵泵入光电盒进行光度测试；通过光电盒测得硫酸根离子浓度Clmg/ml，经液体流量计测得管道流出的单位时间内的累积流量Qlml；步骤4，根据得到的烟气采集量QgL、硫酸根离子浓度Clmg/ml和液体流量计单位时间内的累积流量Qlml，计算出本次测试烟气中的三氧化硫的浓度，即烟气中SO3浓度计算公式为进一步的，步骤1中，根据所测烟气中三氧化硫浓度的预估值设置在冲洗液储罐内的设定冲洗液量；恒温水浴箱用水泵将60-85℃的恒温水泵入蛇形冷凝管的冷凝水入口，控制蛇形冷凝管保持60-85℃。进一步的，步骤3中，当选用50-150ml冲洗液冲洗时，分别启用第三脉冲泵和将收集液储罐中的收集液抽至废液罐的第二电磁脉冲泵；当选用10-50ml冲洗液冲洗时，只启用第三电磁脉冲泵。进一步的，步骤3中，硫酸根离子测量系统中，反应床里装的氯冉酸被能与硫酸根反应，生成紫色的溶液，紫色溶液被第三电磁脉冲泵泵入光电盒进行光度测试；光电盒进行光度测试时，光电盒采用硫酸根离子光度测量法测得硫酸根离子浓度。进一步的，所测量的三氧化硫浓度范围为0.5-250mg/m3。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种间歇式三氧化硫在线测量设备及方法，通过采用烟气采集系统，冲洗及冲洗液计量系统，以及硫酸根离子测量系统实现三氧化硫在线测量，能将烟气中的三氧化硫及硫酸酸雾捕捉到收集液中，且该三氧化硫在线测量设备及方法能自动分析收集液中的硫酸根离子浓度，并通过烟气采集量QgL、硫酸根离子浓度Clmg/ml、液体流量计单位时间内的累积流量Qlml来计算得出烟气中的三氧化硫浓度，从而实现对燃煤烟气中的SO3浓度的在线准确测量，为燃煤电厂及工业锅炉防治空预器堵塞、管道腐蚀、碱剂喷射量及SO3超标排放等问题提供指导依据，在线测量结果准确，操作简单。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为本专利技术实例汇总所述的恒温水浴箱的结构示意图。图中：1-烟枪，2-冲洗液储罐，31-第一电磁脉冲泵，32-第二电磁脉冲泵，33-第三电磁脉冲泵，4-洗液储罐，5-蛇形冷凝管，6-恒温水浴箱，61-加热丝，62-温控器，63-水浴箱体，64-水泵，7-收集液储罐，8-反应床，9-三通电磁阀，10-光电盒，11-气液分离器，12-气体质量流量计，13-气泵，14-冷干机，15-液体流量计，16-废液罐。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1如图1所示，一种间歇式三氧化硫在线测量设备包括烟气采集系统、冲洗及冲洗液计量系统、硫酸根离子测量系统。烟气采集系统由采样枪1、蛇形冷凝管5、气液分离器11、气体质量流量计12和气泵13组成；冲洗及冲洗液计量系统由洗液储罐4、第一电磁脉冲泵31、第二电磁脉冲泵32、第三电磁脉冲泵33、冲洗液储罐2、收集液储罐7、液体流量计15和废液罐16组成；硫酸根离子测量系统由反应床8、电磁脉冲泵3及光电盒10组成。开启气泵13，三通电磁阀9断电，与冲洗液储罐2连接的电磁脉冲泵3将冲洗液(水、异丙醇水溶液中的任一种)泵入冲洗液储罐2内液位指示器指定液位，与冲洗液储罐2连接的第一电磁脉冲泵31断电，待采集一定时间烟气后，气泵13断电，冲洗液储罐2底部阀门打开，三通电磁阀9通电，冲洗液流经蛇形冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，包括烟气采集系统，冲洗及冲洗液计量系统，以及硫酸根离子测量系统；/n所述的烟气采集系统包括烟枪(1)，连接在烟枪(1)出口处的蛇形冷凝管(5)，通过三通电磁阀(9)的第一出口依次连接在蛇形冷凝管(5)出口处的气液分离器(11)、气体质量流量计(12)和气泵(13)；/n所述的冲洗及冲洗液计量系统包括连接在蛇形冷凝管(5)入口处的冲洗液储罐(2)，通过三通电磁阀(9)的第二出口依次连接在蛇形冷凝管(5)出口处的收集液储罐(7)和液体流量计(15)；/n所述的硫酸根离子测量系统包括与收集液储罐(7)连接的反应床(8)，反应床(8)输出端连接的光电盒(10)；所述的光电盒(10)的输出端连接液体流量计(15)的输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，包括烟气采集系统，冲洗及冲洗液计量系统，以及硫酸根离子测量系统；
所述的烟气采集系统包括烟枪(1)，连接在烟枪(1)出口处的蛇形冷凝管(5)，通过三通电磁阀(9)的第一出口依次连接在蛇形冷凝管(5)出口处的气液分离器(11)、气体质量流量计(12)和气泵(13)；
所述的冲洗及冲洗液计量系统包括连接在蛇形冷凝管(5)入口处的冲洗液储罐(2)，通过三通电磁阀(9)的第二出口依次连接在蛇形冷凝管(5)出口处的收集液储罐(7)和液体流量计(15)；
所述的硫酸根离子测量系统包括与收集液储罐(7)连接的反应床(8)，反应床(8)输出端连接的光电盒(10)；所述的光电盒(10)的输出端连接液体流量计(15)的输入端。


2.根据权利要求1所述的一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，所述的蛇形冷凝管(5)的夹套出入口连接有恒温水浴箱(6)；气液分离器(11)、气体质量流量计(12)和气泵(13)，以及反应床(8)和光电盒(10)均设置在冷干机(14)中。


3.根据权利要求1所述的一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，所述的冲洗液储罐(2)的内部设置液位指示器，罐体下部设置阀门。


4.根据权利要求1所述的一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，所述的冲洗及冲洗液计量系统还包括通过第一电磁脉冲泵(31)连接在冲洗液储罐(2)上的洗液储罐(4)，
所述的收集液储罐(7)和液体流量计(15)之间设置第二电磁脉冲泵(32)，液体流量计(15)的输出端连接废液罐(16)；
所述的反应床(8)和光电盒(10)之间设置第三电磁脉冲泵(33)。


5.根据权利要求4所述的一种间歇式三氧化硫在线测量设备，其特征在于，所述的洗液储罐(4)中设置有并联的去离子水储室和异丙醇水溶液储室。


6.一种间歇式三氧化硫在线测量方法，其特征在于，基于权利要求4-5任一项所述的设备，包括，
步骤1，开启气泵(13)，三通电磁阀(9)通电，设置采样速率为5-20L/min，采样时间为2-30min，通过烟枪(1)采集烟气，通过蛇形冷凝管(5)降温后采集到三氧化硫降温后形成的硫酸酸雾，采集烟气依次经气液分离器(11)干燥后，通过气体质量流量计(12)，最后经气泵(13)排出，完成烟气采集；气体质量流量计(12)输出流经...

【专利技术属性】
技术研发人员：付康丽，赵瀚辰，姚明宇，程广文，杨嵩，蔡铭，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61