[发明专利]一种采集工业气体中微量三氧化硫的装置及方法

说明书

一种采集工业气体中微量三氧化硫的装置及方法，该装置包括采样管、等速采样仪、温控装置和吸收瓶，采样管采用吸附和解吸附一体化采样管。所述方法分为吸附和解吸附两个阶段；吸附时，将采样管放入工业气体中，加热到一定温度，利用等速采样仪抽取工业气体，气体中的颗粒物和三氧化硫分别被纤维缠丝拦截和吸附介质吸附。解吸附时，利用氮气或惰性气体在高温下对采样管进行吹扫，将吹扫后的气体通入装有盐溶液的吸收瓶中进行收集吸收。本发明由于采用一体化采样管，简化了采样系统，减少了因过多接口造成漏气现象；同时利用气体吹扫的方法收集三氧化硫，没有清洗死区出现，降低了采样误差，增加了采样精度，后期也无需对部件进行清洗、烘干等操作。

技术领域

本发明涉及一种采集工业气体中微量三氧化硫的装置和方法，属于大气污染与治理技术领域。

背景技术

三氧化硫是一种危害非常大的大气污染物，普遍存在于电力、化工、冶金、建材等行业排放的尾气中，对这种污染物的治理与检测受到业内高度重视。

以美国EPA 8方法为代表的常规方法在检测这样的污染物时通常对三氧化硫或硫酸雾采用撞击吸附、溶液吸收、富集等方法进行制样，制得的溶液进行实验室分析。由于受三氧化硫与硫酸雾的强腐蚀性、吸附性、化学不稳定性以及含量低等条件的制约，在从测量点到吸收的采样阶段产生的吸附、漏气和化学反应等问题影响了三氧化硫测量结果的准确性。

图1为美国EPA 8硫酸采样方法原理图，EPA 8方法是带有伴热功能的伴热石英管1伸入炉墙内的采样点(伴热温度设置为260℃)，工业气体通过伴热石英管进入系统。工业气体依次通过石英滤料瓶4、螺旋凝结管9、特氟隆软管6、撞击式吸收瓶7、硅胶干燥器8、抽气泵17、流量计16和累积流量计15等。石英滤料瓶4内装有石英滤料，用加热套5加热，并配合保温盒3维持260℃的工作温度。工业气体经过石英滤料瓶4时，灰尘被截留在其中石英滤料上。过滤后的气体进入螺旋凝结管9，由于螺旋凝结管恒温设置于75-85℃，气体中的三氧化硫会吸附在螺旋凝结管管壁上，少部分吸附在石英滤料上。包括二氧化硫在内的其它气体通过特氟隆软管6后进入撞击式吸收瓶7，二氧化硫被吸收瓶中的溶液吸收，残余气经过硅胶干燥器8后经过抽气泵17、流量计16、测温计14和累积流量计15后可以测量得到干燥工业气体的累积流量。

采样结束后，用去离子水淋洗滤料瓶4(包括其中的石英滤料)和螺旋凝结管9。收集淋洗液体并定容后，测量出液体中总的硫酸含量，并通过计量得到总工业气体量，计算出单位体积工业气体中三氧化硫(或硫酸)的含量。

该方法的缺点是:由于烟气在石英采样管内流动，导致采样管内的温度控制不能达到均匀，会形成较大的温度梯度，且有灰尘沉积，发生三氧化硫在低温区域吸附在管路上或灰尘上，因而不能保证三氧化硫，硫酸等能够通过采样管到达螺旋凝结管部位；同时现有系统的结构复杂，接口多，检漏复杂，容易发生漏气的现象，给测试结果带来较大的误差；在硫酸凝结管部分由于温度低于水的沸点，工业气体中的水会凝结并吸收二氧化硫，影响各种硫化物的测试结果；后期要淋洗多个部件，且容易形成清洗死区，操作繁琐，溶液易残留；且没有考虑工业气体中有吸附作用的固体颗粒吸附的三氧化硫和硫酸等成分。

发明内容

本发明的目的是提供一种采集工业气体中微量三氧化硫的装置及方法，旨在解决冶金、电力、化工、建材等行业的工业气体中微量三氧化硫测量系统结构复杂，采样损失大的技术缺陷，同时解决三氧化硫测试效率低，测量结果不准确等问题。

本发明的技术方案如下：