一种烟气中三氧化硫的在线检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气中三氧化硫的在线检测装置及方法，装置包括烟气采集单元；气液分离器，用于将来自烟气采样单元的烟气中的SO3冷凝成硫酸液滴以与气相分离；气相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的气相流量；第一溶液罐，用于向所述气液分离器中提供吸收液以混合所述硫酸液滴形成混合液；液相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的混合液中已转化的SO3的质量；数字控制单元，用于根据所述气相检测单元和液相检测单元的检测结果计算烟气中SO3的浓度。本发明专利技术实现了烟气中SO3的在线测量，对烟气中的SO3进行采样，并分析出SO3的含量，便于燃煤电厂采取相应措施，控制烟气中SO3含量，减少对烟道及其设备的腐蚀，同时最大限度降低锅炉排烟热损失。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，装置包括烟气采集单元；气液分离器，用于将来自烟气采样单元的烟气中的SO3冷凝成硫酸液滴以与气相分离；气相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的气相流量；第一溶液罐，用于向所述气液分离器中提供吸收液以混合所述硫酸液滴形成混合液；液相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的混合液中已转化的SO3的质量；数字控制单元，用于根据所述气相检测单元和液相检测单元的检测结果计算烟气中SO3的浓度。本专利技术实现了烟气中SO3的在线测量，对烟气中的SO3进行采样，并分析出SO3的含量，便于燃煤电厂采取相应措施，控制烟气中SO3含量，减少对烟道及其设备的腐蚀，同时最大限度降低锅炉排烟热损失。【专利说明】
本专利技术涉及烟气治理
，具体涉及。
技术介绍
目前火电厂SO3的排放量虽然很少，但由于SO3极易与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽，在壁温低于酸露点的受热面上凝结，造成酸露点腐蚀。烟气中SO3,含量愈多,酸露点温度越高，腐蚀范围越广也越严重。近年来我国越来越多的电厂安装了湿法烟气脱硫，由于湿法脱硫后净烟气的湿度较大，烟气中残存的SO3极易快速转化为硫酸雾滴，对烟道和下游设备造成严重腐蚀。废气中的SO3浓度低至5-10ppm时，由于热烟道气在大气中的较冷空气中冷却而产生白色、紫色或黑色羽状物。选择性催化还原反应(selective catalytic reactor, SCR)是电厂中为了控制NOx排放而采用的措施，在加入NH3的情况下，SCR将NOx还原为N2，但是也会导致少量SO2转化为SO3，尽管SO3此时浓度不高，但排放时会产生高度可见的次级羽状物。为针对性的解决酸露点腐蚀问题，电厂需要了解烟气中SO3的浓度，目前尚未发现烟气分析仪具有测定SO3含量这项功能，这主要是由于SO3在传输到仪器测量终端过程中会以硫酸蒸汽或硫酸雾的形式凝结或粘附在传输管道上，导致采样误差和对仪器的强烈腐蚀。《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中提出了对烟气中固体颗粒物的测量，而未考虑对SO3等液体颗粒物的测量。事实上，SO3在烟气中排放浓度可达10mg/m3以上,SCR脱硝后SO3的浓度可达30?80mg/m3,已成为目前燃煤电厂细粒子污染的主要问题。在本领域中已经发展了多种用于测量烟气中SO3浓度的技术。专利号为200620163937.1的新型实用专利公开了一种烟气中SO3的采样装置，包括除尘机构、采样管、螺旋收集管和抽吸机构，其中除尘机构安装在采样管的入口端，该采样管的出口端通过管路与螺旋收集管的进口连接，螺旋收集管的进、出口均位于螺旋形的上端，其出口通过硅胶软管与所述抽吸机构相通。在专利中无测量部分，而且无法实现在线测量。专利号为20091021169.1的专利技术专利公开了一种用于检测、测量和控制烟道气中SO3和其他可冷凝物的方法和装置，能够测量多种可冷凝物的浓度，但是该方法对于材料精度要求高，无法实现在线连续的测量。在美国，专利号2011/0097809中公开了一种503测量方法，精度较高，但是该装置携带不便，适合实验室操作。
技术实现思路
本专利技术提供了，以分析烟气中SO3的含量，实现了烟气中SO3的在线测量，具有结构简单、便于携带等特点。一种烟气中三氧化硫的在线检测装置，包括烟气采样单元，还包括:气液分离器，用于将来自烟气采样单元的烟气中的SO3冷凝成硫酸液滴以与气相分离；气相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的气相流量；第一溶液罐，用于向所述气液分离器中提供吸收液以混合所述硫酸液滴形成混合液；液相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的混合液中已转化的SO3的质量；数字控制单元，用于根据所述气相检测单元和液相检测单元的检测结果计算烟气中SO3的浓度。所述气液分离器可以采用多种实现方式，本专利技术中，作为优选，所述气液分离器为若干个相互并联的蛇形冷凝管，该蛇形冷凝管的入口通过对应的管道及阀门与所述烟气采样单元及第一溶液罐相连通，该蛇形冷凝管的出口通过对应的管道及阀门与气相检测单元和液相检测单元相连通。为方便气相的分离，进一步优选，所述气相检测单元与对应蛇形冷凝管的出口之间设有气泵，用于将所述蛇形冷凝管中的气体抽入气相检测单元中。通过该气泵产生的负压使对应蛇形冷凝管中的气体分离并经过气相检测单元计量。蛇形冷凝管、第一溶液罐、气相检测单元、对应阀门和液相检测单元构成SO3检测单元，烟气采样单元连续采集待测烟气，而后进入蛇形冷凝管，由于冷凝管中温度低于硫酸露点，在蛇形管中形成硫酸液滴，从而将SO3与烟气进行分离，采样结束后向蛇形管中加入吸收液，形成硫酸液滴(so42-)，蛇形管中的溶液送入液相检测单元检测，首先加入钡盐溶液，搅拌后形成沉淀，由光学系统检测SO42-浓度，SO3检测单元将气液两相的检测信息发送给数字控制单元，由数字控制单元接收并计算出待测烟气中SO3的含量。进一步优选地，还设有一用于安装所述蛇形冷凝管的恒温室。控制该恒温室温度为 60-80。。。进一步优选地，所述蛇形冷凝管的直径为8-15cm。在SO3检测单元中，恒温室内蛇形冷凝管将来自烟气采样单元的烟气进行冷凝，分离出烟气中的SO3，其烟气流量通过气相检测单元检测。所述气液分离器可以为相互并联的若干个蛇形冷凝管，蛇形冷凝管之间相互交替工作，作为本专利技术的一种优选技术方案，所述气液分离器为两个相互并联的蛇形冷凝管。装置中设有与两个蛇形冷凝管相应的控制阀门，用于在一个蛇形冷凝管采样结束后进行替换。其中一个蛇形冷凝管采集结束后，向该蛇形管中加入吸收液，待测烟气中的SO3最终形成SO42-存在于液相混合液，由液相检测单元检测SO42-的量。气相检测单元包括流量计、温度计和气压计，同时记录气相的温度和压力信息。液相检测单元用于检测烟气中SO3含量，一种优选的技术方案，所述液相检测单元包括:与所述蛇形冷凝管的出口连通的反应器；与所述蛇形冷凝管的入口相连的第二气泵，用于将所述蛇形冷凝管中的混合液压入反应器；用于向所述反应器发射检测光的光源；用于接收透过所述反应器的透射光的光度计，该光度计与数字控制单元通信连接。进一步优选，还设有通过液泵与所述反应器相连通的第二溶液罐，所述反应器带有磁力搅拌器。在溶液罐中盛装由能与S042_发生反应并生成有颜色的离子或者沉淀的物质，例如，可以是钡盐，来自气液分离器中的液相与反应器中的物质反应，然后向反应器中发射检测光，透过反应器中的液体后由光度计接收，光度计将接收的信息发送给数字控制单元，由数字控制单元计算出SO3的量。优选地，所述液相检测单元溶液罐中的钡盐为氯化钡、氯冉酸钡或者高氯酸钡。烟气采样单元用以连续采集含有SO3的烟气，送入SO3检测单元中，就采样单元本身而言，可以是现有的采样机构，本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述烟气采样单元包括依次连通的烟气采样枪头、过滤室和烟气采样管，所述烟气采样管的尾端与所述气液分离器相连通，所述过滤室内设有过滤装置。为了保证待测烟气的温度，使烟气中的SO3全部以气体状态存在，优选地，所述烟气采样管外设有用于保持烟气采样管内温度的加热装置，所述加热装置外设有保温外层。所述的加热装置优选为绕设在烟气采样管外的电加热装置，用以加热烟气采样管内的待测烟气。烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气中三氧化硫的在线检测装置，包括烟气采样单元，其特征在于，还包括：气液分离器，用于将来自烟气采样单元的烟气中的SO3冷凝成硫酸液滴以与气相分离；气相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的气相流量；第一溶液罐，用于向所述气液分离器中提供吸收液以混合所述硫酸液滴形成混合液；液相检测单元，用于计量来自所述气液分离器的混合液中已转化的SO3的质量；数字控制单元，用于根据所述气相检测单元和液相检测单元的检测结果计算烟气中SO3的浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，骆仲泱，岑可法，倪明江，吴学成，宋浩，吴卫红，余鸿敏，施正伦，周劲松，方梦祥，余春江，王树荣，程乐鸣，王勤辉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：