[實用新型]一種基于煙氣溫度及恒溫水浴鍋水溫控制的SO3取樣系統

有效

• 申請號: 201721157442.2
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN207248580U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 常經緯;楊濤;郭睿;徐遠剛;趙帥;張南
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型屬于煙氣污染物減排技術領域，涉及一種基于煙氣溫度及恒溫水浴鍋水溫控制的SO₃取樣系統。

背景技術

隨著大氣污染越來越嚴重，SCR(selected catalytic reduction)技術在我國得到廣泛應用。SCR催化劑中的活性組分-貴金屬氧化物催化加速了SO₂的氧化反應，因此除了燃煤中自帶的硫分，SCR催化劑的催化氧化生成的SO₃占了煙氣中SO₃和硫酸酸霧(SO₃/H₂SO₄)的重要部分。因此，SO₂對SO₃氧化率已經成為評價SCR催化劑性能，SCR系統驗收的一個重要指標。

研究SCR煙氣脫硝過程中SO₂的氧化率,必須對反應過程前后煙氣中的SO₂和SO₃進行精確測量。目前測量SO₂的手段比較多,如光學方法和電化學方法等。由于SO₃的化學性質活潑,極易被煙道壁面吸附或與煙氣中的水蒸氣結合生成酸霧,給儀器標定和定量測量帶來了很大難度。迄今為止,對復雜煙氣中SO₃濃度的定量測量一直是個難題。

在SO₃的取樣過程中，煙氣進入螺旋冷凝管的溫度和煙氣的酸露點溫度以及水蒸氣的露點溫度是非常重要的控制因素。取樣過程中，應盡量使螺旋冷凝管內的煙氣溫度在煙氣水蒸汽的露點溫度(T_w)和酸露點溫度(T_s)之間。

目前大多數SO₃取樣方法是通過采樣泵產生的抽力使煙氣依次經過加熱采樣管、石英過濾器、螺旋冷凝管、液滴分離器，螺旋冷凝管被放置在一個60℃以上的恒溫水浴箱中，使進入冷凝管的煙氣溫度在酸露點溫度和水蒸汽露點溫度之間。此種方法，未考慮到水蒸氣的露點溫度或酸露點溫度是受入爐煤的煤質和脫硝裝置的催化劑影響的。煙氣的酸露點溫度和水蒸氣露點溫度由煤中各元素(碳，氫，氧，氮，硫，水分和灰分)決定，而脫硝裝置出口的煙氣酸露點除了上述影響因素外，由催化劑對SO₂的氧化作用生成的SO₃更是需要考慮的因素。如果煤中硫分較高，則煙氣露點溫度較高；反之則較低。如果煤中水分含量較高，煤燃燒產生的煙氣中水蒸氣的含量越高，則水蒸氣的露點溫度較高；反之則較低。因此，如煙氣的酸露點溫度較低，就要使在螺旋冷凝管內的煙氣溫度更低，以確保螺旋冷凝管中的煙氣溫度低于酸露點溫度。如煙氣的水蒸氣露點溫度較高，就要使在螺旋冷凝管內的煙氣溫度適當提高，以確保煙氣溫度高于水蒸氣露點溫度。另外，恒溫水浴鍋的水溫也是要考慮的一個影響因素，如水溫低于水蒸氣露點溫度，則當煙氣會在螺旋冷凝管的壁面冷凝，冷凝的水蒸氣液滴會吸附其他酸性氣體，最終造成SO₃的含量量無法準確計量。

可見，對所測量煙氣的水蒸氣露點與酸露點的實時監測對于整個SO₃取樣過程來講是十分重要的。

在現有的多數SO₃采樣方法中，煙氣在經過加熱取樣槍和伴熱管之后的螺旋冷凝管入口的煙氣溫度可能會有無法冷卻到酸露點溫度以下的問題，尤其是在SCR脫硝裝置反應器的進出口處取樣時，煙氣溫度通常在300～400℃之間，螺旋冷凝管放通常置于恒溫水浴箱60℃之中，為確保產生足夠大的離心力，煙氣在流經冷凝管時的速度通常很高，這樣就造成冷凝管的前幾級煙氣溫度無法冷卻至酸露點以下。如煙氣不能被冷卻到酸露點溫度以下，則煙氣中氣態的SO₃就無法完全生成氣溶膠態的SO₃，導致SO₃的捕集效率降低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于煙氣溫度及恒溫水浴鍋水溫控制的SO₃取樣系統，該系統的SO₃的捕集效率較高，能夠有效的提高煙氣中SO₃的測量準確度。