[发明专利]一种烟气中SO3

说明书

一种烟气中SO₃浓度在线监测系统及其方法，利用活塞式混合室连续抽吸烟气，烟气中SO₃被异丙醇溶液吸收、冷凝得到待测液，再使用电极测量待测液电导率，依据电导率与SO₄^2‑浓度之间的线性关系，确定烟气中SO₃浓度，活塞式混合室取样周期短实现真正意义上的在线监测，电极对SO₄^2‑浓度变化响应迅速，提高了监测结果的准确性，SO₃浓度计算采用递推法，简化了计算过程，保障了在线监测的时效性。

技术领域

本发明涉及一种烟气中SO₃浓度的监测系统及其监测方法，特别是一种燃煤电厂运行时烟气中SO₃浓度在线监测系统及其方法。

背景技术

燃煤电厂运行时，燃烧产生的SO₂由于氧化生成SO₃，SO₃浓度增加使烟气酸露点温度升高，形成的硫酸氢氨和硫酸雾气溶胶导致空气预热器、尾部烟道及烟囱低温硫腐蚀，严重影响机组的安全运行，为避免空预器低温腐蚀必须提高排烟温度，导致锅炉热效率下降，SO₃在线测量是实现燃煤电厂SO₃排放控制的关键技术。

烟气中SO₃的测量方法主要有直接法和间接法两种，直接法主要采用量子级联激光检测法，该方法采用高功率的量子级联激光器作为光源，扫描SO₃气体分子的吸收谱线，然后通过分析被气体分子吸收后的激光强度得到SO₃气体的温度和浓度，该方法的缺点在于SO₃吸收光谱与H₂O、SO₂分子在1400cm^-1波段存在强重叠；同时温度低于500℃时，SO₃与H₂O反应生成的H₂SO₄产生光谱干扰，对仪器造成不可预测的腐蚀；间接法是将SO₃转化为SO₄^2-后，通过分析SO₄^2-的含量来间接测定SO₃含量；SO₄^2-的分析方法有称重法、离子色谱法、铬酸钡分光光度法；离子色谱法采用离子色谱仪测定溶液中SO₄^2-色谱峰面积，利用SO₄^2-色谱峰面积与质量浓度的标准曲线计算溶液中SO₄^2-的含量，该方法离子分析时间大于3min，难以应用于在线监测；铬酸钡分光光度法利用铬酸钡悬浊液和硫酸根离子反应释放出铬酸根离子，碱性条件下铬酸根离子呈黄色，测其吸光度可知硫酸根含量，该方法的不足在于所用铬酸钡悬浊液一定程度上会损害测量人员健康，反应过程需加热煮沸并且所得溶液需经二次过滤才可测量，过程复杂繁琐，效率低下。

国内燃煤电厂烟气中SO₃的监测尚无统一的标准，在线监测烟气中SO₃的发明专利较少，现有测试技术普遍存在设备复杂、测试不连续的问题，其中公开号为CN106596198 A的专利公开了“一种在线SO₃测量系统及方法”，该方法使硫酸蒸汽和氯化钙反应生成氯化氢，根据氯化氢检测仪的示数确定烟气中三氧化硫的浓度，氯化钙水平置于反应管中难以保证与烟气中三氧化硫完全反应，导致测量结果偏低；公开号为CN105606683 A的专利公开了“一种SO₃在线连续监测装置及方法”，该方法利用亚硫酸氢钠饱和溶液与异丙醇溶液混合液吸收SO₃，SO₃转变成SO₄^2-后利用离子选择性电极测量SO₄^2-浓度，气体吸收时间为5-15min，测量值为该时间段内平均值，并非真正意义上的实时监测数据，同时亚硫酸钠溶液不稳定，易氧化成硫酸钠对测量结果造成正偏差。

发明内容