[發明專利]一種在線SO3測量系統及方法

在審

• 申請號: 201611183943.8
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106596198A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 蘇利鵬;杜謙;呂東輝;高建民;董鶴鳴;王敏;吳少華;董芃
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N33/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及一種在線三氧化硫測量系統及方法，主要針對于燃煤鍋爐排放煙氣中的SO₃/H₂SO₄的取樣測量。

背景技術

相比其他污染物，燃煤鍋爐排放煙氣中SO₃的濃度較低，但是會對煙道下游設備及大氣環境產生較大的危害。SO₃經過噴淋塔后會與水汽結合形成硫酸霧，容易腐蝕煙道尾部的管道設備。對于裝有SCR脫銷設備的機組，SO₃會與過量的NH₃反應生成黏性物質，從而堵塞催化劑表面微孔，縮短催化劑的使用壽命。此外，煙氣的酸露點與SO₃含量有直接關系，SO₃的增加會使酸露點提高，因而會增加空預器、除塵器等設備的腐蝕風險。與此同時，排入大氣環境的SO₃容易產生酸雨及藍羽現象，嚴重危害人類身體健康。

當前，對于燃煤鍋爐中硫的控制，大多數脫硫機組采用了濕法脫硫技術。雖然濕法脫硫系統能有效地脫除煙氣中的SO₂,但對SO₃的脫除效率較低。未被脫除的SO₃在濕法脫硫系統中極易轉化為硫酸霧滴，對后續設備造成嚴重腐蝕。SO₃不僅在爐膛中產生，還會在SCR脫硝過程中生成。相關研究表明：SCR催化劑會促進二氧化硫向三氧化硫的轉化，從而使煙氣中的三氧化硫濃度大幅提高。因此，對SO₃的控制需進一步加強。與此對應，對燃煤鍋爐排放煙氣中SO₃的檢測同樣值得關注。SO₃的檢測是評價控制技術及制定排放標準的基礎，也是電廠降低能耗、減少排放的依據。

對于三氧化硫的檢測，常見的煙氣分析儀無法測量。這是由于SO₃氣體極易吸濕，與水蒸氣反應生成硫酸蒸汽。當硫酸蒸汽的濃度達到酸露點極限時，會產生硫酸液滴，會嚴重腐蝕儀器。

當前，最常見的SO₃檢測方法是控制冷凝法及異丙醇法。控制冷凝法普遍被認為是較為準確的方法，然而控制冷凝法系統復雜，加熱過程及降溫過程都需控制溫度。此外，控制冷凝法也非實時測量技術，硫酸根離子的檢測同樣費時費力。異丙醇法雖然可以吸收SO₃,但同時也會吸收部分SO₂，因此會增加溶液中硫酸根離子的濃度，形成正偏差。

發明內容

針對現有三氧化硫測量技術系統復雜、測量不準確、無法實時監測的不足，本發明提供了一種在線三氧化硫取樣測量系統及方法。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種在線三氧化硫取樣測量系統，它包括加熱器、采樣管、過濾器、反應管、稀釋器、空壓機、流量計、氯化氫檢測儀和采樣泵。

過濾器、反應管、稀釋器、流量計、氯化氫檢測儀、采樣泵依次通過連接管連接，采樣管出口端與過濾器入口端連接，過濾器出口端與反應管入口端通過第一段連接管連接，反應管出口端與稀釋器入口端通過第二段連接管連接，稀釋器出口端與采樣泵通過第三段連接管連接；加熱器包裹在采樣管、過濾器、反應管周圍，空壓機與稀釋器連接。

所述采樣管為聚四氟乙烯制作。

所述過濾器為石英過濾器或陶瓷過濾器。

所述反應管為聚四氟乙烯制作，反應管進出口兩端采用卡套方式可拆卸連接，反應管兩端布置玻璃纖維高溫棉制成的擋網。

所述加熱器為可調溫、恒溫型螺旋纏繞電阻絲加熱器。

所述稀釋器為噴射型稀釋器。

氯化氫檢測儀為手持便攜式氯化氫檢測儀，精度為0.001ppm，量程為0-10ppm。

所述流量計及采樣泵分別為氣體玻璃轉子流量計和無油型真空泵。

一種在線SO₃測量方法，所述方法，包括以下步驟：

步驟一：使用高精度電子天平秤取足夠質量的氯化鈣粉末，并將氯化鈣粉末迅速裝入反應管，防止氯化鈣粉末在空氣中吸水，在反應管兩端布置玻璃纖維高溫棉擋網，防止反應物質在反應管中滑出；

步驟二：啟動采樣泵，并依據流量計調節采樣流量，然后啟動空壓機，設置空壓機壓力，待穩定運行之后，開啟加熱器101的加熱裝置，并設置溫度為200℃-300℃；