[发明专利]一种在线SO3测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线三氧化硫测量系统及方法，主要针对于燃煤锅炉排放烟气中的SO₃/H₂SO₄的取样测量。

背景技术

相比其他污染物，燃煤锅炉排放烟气中SO₃的浓度较低，但是会对烟道下游设备及大气环境产生较大的危害。SO₃经过喷淋塔后会与水汽结合形成硫酸雾，容易腐蚀烟道尾部的管道设备。对于装有SCR脱销设备的机组，SO₃会与过量的NH₃反应生成黏性物质，从而堵塞催化剂表面微孔，缩短催化剂的使用寿命。此外，烟气的酸露点与SO₃含量有直接关系，SO₃的增加会使酸露点提高，因而会增加空预器、除尘器等设备的腐蚀风险。与此同时，排入大气环境的SO₃容易产生酸雨及蓝羽现象，严重危害人类身体健康。

当前，对于燃煤锅炉中硫的控制，大多数脱硫机组采用了湿法脱硫技术。虽然湿法脱硫系统能有效地脱除烟气中的SO₂,但对SO₃的脱除效率较低。未被脱除的SO₃在湿法脱硫系统中极易转化为硫酸雾滴，对后续设备造成严重腐蚀。SO₃不仅在炉膛中产生，还会在SCR脱硝过程中生成。相关研究表明：SCR催化剂会促进二氧化硫向三氧化硫的转化，从而使烟气中的三氧化硫浓度大幅提高。因此，对SO₃的控制需进一步加强。与此对应，对燃煤锅炉排放烟气中SO₃的检测同样值得关注。SO₃的检测是评价控制技术及制定排放标准的基础，也是电厂降低能耗、减少排放的依据。

对于三氧化硫的检测，常见的烟气分析仪无法测量。这是由于SO₃气体极易吸湿，与水蒸气反应生成硫酸蒸汽。当硫酸蒸汽的浓度达到酸露点极限时，会产生硫酸液滴，会严重腐蚀仪器。

当前，最常见的SO₃检测方法是控制冷凝法及异丙醇法。控制冷凝法普遍被认为是较为准确的方法，然而控制冷凝法系统复杂，加热过程及降温过程都需控制温度。此外，控制冷凝法也非实时测量技术，硫酸根离子的检测同样费时费力。异丙醇法虽然可以吸收SO₃,但同时也会吸收部分SO₂，因此会增加溶液中硫酸根离子的浓度，形成正偏差。

发明内容

针对现有三氧化硫测量技术系统复杂、测量不准确、无法实时监测的不足，本发明提供了一种在线三氧化硫取样测量系统及方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种在线三氧化硫取样测量系统，它包括加热器、采样管、过滤器、反应管、稀释器、空压机、流量计、氯化氢检测仪和采样泵。

过滤器、反应管、稀释器、流量计、氯化氢检测仪、采样泵依次通过连接管连接，采样管出口端与过滤器入口端连接，过滤器出口端与反应管入口端通过第一段连接管连接，反应管出口端与稀释器入口端通过第二段连接管连接，稀释器出口端与采样泵通过第三段连接管连接；加热器包裹在采样管、过滤器、反应管周围，空压机与稀释器连接。

所述采样管为聚四氟乙烯制作。

所述过滤器为石英过滤器或陶瓷过滤器。

所述反应管为聚四氟乙烯制作，反应管进出口两端采用卡套方式可拆卸连接，反应管两端布置玻璃纤维高温棉制成的挡网。

所述加热器为可调温、恒温型螺旋缠绕电阻丝加热器。

所述稀释器为喷射型稀释器。

氯化氢检测仪为手持便携式氯化氢检测仪，精度为0.001ppm，量程为0-10ppm。

所述流量计及采样泵分别为气体玻璃转子流量计和无油型真空泵。

一种在线SO₃测量方法，所述方法，包括以下步骤：

步骤一：使用高精度电子天平秤取足够质量的氯化钙粉末，并将氯化钙粉末迅速装入反应管，防止氯化钙粉末在空气中吸水，在反应管两端布置玻璃纤维高温棉挡网，防止反应物质在反应管中滑出；

步骤二：启动采样泵，并依据流量计调节采样流量，然后启动空压机，设置空压机压力，待稳定运行之后，开启加热器101的加热装置，并设置温度为200℃-300℃；