[发明专利]烟气三氧化硫采样枪

说明书

技术领域

本发明涉及烟气检测装置，尤其是一种用于测量烟气中三氧化硫含量的装置。

背景技术

燃煤锅炉排放的烟气中含有三氧化硫，尤其对于加装了SCR的高硫煤，烟气中的三氧化硫极易与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸气，并在壁温低于露点处凝结，形成酸腐蚀和结垢，同时烟气中的三氧化硫还容易与脱硝装置出口烟气中的逃逸氨结合生成硫酸氢氨，在低温条件下容易造成空预器等设备堵塞。

为了对烟气中的三氧化硫进行有效控制，准确检测烟气中的三氧化硫浓度是关键。烟气中的三氧化硫含量较少对准确测量提出了较大挑战。现通常采用三氧化硫采样枪对三氧化硫进行采样，以便于后续准确测量。

典型的三氧化硫采样枪结构如图1所示，主要包括采样管1，滤筒2，伴热管。

采样时，烟气从采样管1的前端入口处进入采样管1中，经过滤筒2过滤掉烟气中的灰尘后，从采样管1的后端进入冷凝收集装置中，完成采样。

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在采样管1和滤筒2上，导致采样误差和对设备的强烈腐蚀，因此为避免SO₃在采样管1和滤筒2中冷凝，采样过程中需要进行伴热，现典型的方法即是采用图1所示的伴热管对采样过程进行伴热。

伴热管由内部的伴热带和外部的保温层及外壳组成，其原理是利用伴热带的电热效应对采样管1进行加热，并利用保温层实现温度的稳定。而保温层具有较大的密度和厚度，这导致整个采样枪非常笨重，对采样枪的安装、拆卸和调试维护带来很大困难；且如果一旦内部的伴热带出现故障将极难修复。

由于烟气中含有大量固体灰尘，这些灰尘进入后续收集系统将导致系统堵塞并影响测量结果的准确。为解决这一问题，现典型的方法即是采用图1所示的滤筒2来过滤烟气中的固体灰尘，防止灰尘进入后续收集系统。但是灰尘在滤筒2表面形成一定厚度后，对三氧化硫有一定的吸附作用，尤其是含尘量大且尘中含有大量碱金属的时候，吸附效果尤其明显；同时在超低排放的过程中三氧化硫浓度本来就很低，如果三氧化硫被附着于滤筒2上的灰尘吸附将严重影响测量的准确性。

因此，如何设计一种高效准确的三氧化硫采样枪，使三氧化硫采样枪更加轻便，且便于维护，且对烟气中三氧化硫采样更加准确应当是本领域的重要研究课题。

发明内容

为解决采样枪笨重，安装、拆卸和调试维护困难，且如果一旦内部的伴热带出现故障将极难修复的问题，本发明提供了一种烟气三氧化硫采样枪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：烟气三氧化硫采样枪，包括采样管和设置于采样管上的滤筒；采样管被滤筒分隔为前端采样管和后端采样管，后端采样管末端与冷凝收集装置相连，冷凝收集装置通过烟气管道与取样泵相连；所述采样管和滤筒的外侧设置有保温外壳，所述保温外壳内部形成有烟气通道，所述保温外壳上设置有伴热烟气进口管和伴热烟气出口管，烟气可从伴热烟气进口管进入烟气通道中，并从伴热烟气出口管离开烟气通道。

在本发明中发明人提出，可使用待测烟气本身对采样过程进行伴热。具体使用本发明的采样枪进行采样时，使一部分待测烟气通过伴热烟气进口管进入烟气通道中，并从伴热烟气出口管离开烟气通道，由于这部分烟气与采样管中的待测烟气温度基本相同（均来源于锅炉烟道中的待测烟气），因此在烟气通道中与采样管中的烟气进行换热，可降低采样管中烟气热量的散失速率，加上保温外壳的一定的保温作用的辅助，可在很大程度上防止采样管中烟气的温度迅速降低，能较好的防止SO₃在传输过程中冷凝。

本发明的特点是取消了厚重的保温层和内部伴热带，利用待测烟气本身来进行伴热，解决了现有采样枪笨重，安装、拆卸和调试维护困难，且如果一旦内部的伴热带出现故障将极难修复的问题。另一方面，利用待测烟气本身用于伴热，充分利用了烟气本身所具备的热量，大大减少了伴热所需的能量消耗。

使烟气在烟气通道中流动的方式有很多，最简单的方法例如将伴热烟气进口管伸入锅炉烟道中，在伴热烟气出口管处设置抽气泵等设备将烟道中的烟气抽入烟气通道中，使得烟气在烟气通道中流动。