CN105606683A - So3在线连续监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种SO₃在线连续监测装置及方法。本发明通过两组吸收瓶来吸收烟气中的SO₃，一方面两组吸收瓶交替工作，可以实现连续、不间断地进行监测；另一方面，通过吸收瓶来吸收烟气中的SO₃，使得本发明可以广泛应用在环保在线监测系统上。

Description

SO3在线连续监测装置及方法

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，特别是一种SO₃在线连续监测装置及方法。

背景技术

燃煤电厂排放的SO₃主要来源于两方面：一方面是燃煤过程中约0.5％-1.5％的硫份会被氧化成SO₃；另一方面是在SCR脱硝过程中，在催化剂作用下会将烟气中1％左右的SO₂转化为SO₃。对于中高硫煤而言，脱硝装备出口处烟气中的SO₃浓度可达140mg/m³-180mg/m³甚至更高，即使通过后续设备到达烟囱入口排放处的浓度仍将达到50mg/m³以上。SO₃排放对后续设备稳定运行与大气污染控制均带来不利影响，然而，由于当前环保标准未对SO₃排放浓度进行严格规范，因此，国内电厂尚未对烟气中的SO₃浓度进行在线监测，也没有成熟的相关设备产品面向市场，相关测试均采用人工采样分析的方法。

考虑到日益严格的环保标准，对SO₃排放浓度的管控标准迟早会出台，因此开发出在线监测SO₃浓度的仪器就显得十分必要和迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种结构设计合理、成本低、操作方便的SO₃在线连续监测装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

SO₃在线连续监测装置，包括过滤器、带伴热采样枪、三通、伴热管、吸收装置、吸收液储罐、流量计、抽气泵、蠕动泵和压缩空气罐，带伴热采样枪一端连接过滤器，另一端连接三通，三通还分别连接伴热管和压缩空气罐，伴热管还连接吸收装置，吸收装置还分别连接蠕动泵和吸收液储罐，并通过流量计连接抽气泵，吸收装置包括两组吸收瓶和离子选择性电极。

本装置采用了在线抽气—化学吸收—SO₄ ^2-离子电极测试的方法，现场直接得出最终结果，并可以用于在线连续监测，准确度、精确度均满足相关规范要求；同时具有过滤粉尘、气体伴热和气体反吹功能，粉尘过滤效果和加热温度满足相关标准要求，气体反吹功能满足过滤器清灰功能。

作为优选，两组吸收瓶为并联结构，且每组吸收瓶由两个吸收瓶组成。其优点在于，两组吸收瓶可以交替工作，保证烟气中的有效成分能完全吸收，提高测试结果可靠性、准确性。

作为优选，带伴热采样枪内壁通道采用抛光及耐高温纳米涂层处理的不锈钢管或采用内嵌纳米陶瓷套管的不锈钢管。其优点在于，有助于防止气体、粉尘吸附在管内壁，造成气样损失，提高测试结果可靠性、准确性。

作为优选，还包括冲洗装置，冲洗装置包括冲洗泵和冲洗水罐，冲洗水罐通过冲洗泵连接吸收装置。其优点在于，用于冲洗离子选择性电极以及吸收瓶，便于连续地进行监测。

作为优选，还包括控制模块和数显模块，数显模块通过控制模块与吸收装置连接。其优点在于，通过数显模块可以实时地观察在线监测的结果，使得反馈及时。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种成本低、操作方便、测试结果准确可靠、结果反馈及时的SO₃在线连续监测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

SO₃在线连续监测方法，基于SO₃在线连续监测装置，并包括如下步骤：

S1.将各个仪器设备按要求连接好；

S2.过滤器装在带伴热采样枪前端，采样时整个带伴热采样枪从测孔伸入烟道，同时打开带伴热采样枪的伴热装置，待伴热温度满足要求后开始采样；带伴热采样枪末端连接一个三通，三通一端接伴热管，一端接压缩空气罐，并用阀门进行控制，反吹压缩空气时采样退出；

S3.伴热管引出烟气，并沿程加热，防止烟气冷凝；

S4.伴热管一端连接吸收装置，吸收装置中并联的两组二级吸收瓶里装入适量吸收液，保证烟气中的有效成分能完全吸收，吸收时间根据气体流量控制为5-15min，一组吸收完成后切换到另一组吸收瓶，继续工作；离子选择性电极插入第一组吸收瓶中开始测试吸收液中SO42-浓度，测试结果经控制模块反馈给数显模块，然后取出离子选择性电极，用冲洗水冲洗，第一组采样时间结束，继续如此测试第二组，如此循环工作；

S5.设定吸收液中SO42-浓度上限值，当离子电极测到上限值时，外排吸收液，并对吸收装置进行清洗，重新添加吸收液；

S6.整套装置组装完成后，接通电源，开始进行采样；

S7.采样及监测步骤重复S1-S6。

本方法采用了在线抽气—化学吸收—SO₄ ^2-离子电极测试的方法，具有过滤粉尘、气体伴热和气体反吹功能，粉尘过滤效果和加热温度满足要求，同时能够在线连续监测，准确度、精确度高。

作为优选，吸收液为亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液按一定比例混合后的混合液。

本发明具有以下优点及效果：

1、由于本发明通过两组吸收瓶来吸收烟气中的SO₃，一方面两组吸收瓶交替工作，可以实现连续、不间断地进行监测；另一方面，通过吸收瓶来吸收烟气中的SO₃，使得本发明可以广泛应用在环保在线监测系统上。

2、由于本发明设有具有伴热功能的装置，避免了在烟气到达吸收瓶之前发生冷凝的问题，保证烟气中的有效成分被完全吸收，提高了监测的精确度和准确度。

3、由于本发明采用亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液的混合液，具有高效的吸收效果，保证烟气中的有效成分被完全吸收，提高了监测的精确度和准确度。

4、由于本发明设有控制模块和数显模块，可以实时地观测到监测结果，一方面可以及时了解监测结果，另一方面可以有效控制监测进程，提高监测效果。

5、本发明能作为一种通用的方法解决在线SO₃监测问题，适用性强，具有推广价值；装置构造简单、技术成熟、成本低、操作方便、成套组装；本发明通过在线连续监测，测试结果准确可靠，结果反馈及时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的SO₃在线连续监测装置工艺流程示意图。

标号说明：

1、过滤器2、三通3、带伴热采样枪

4、伴热管5、吸收瓶6、流量计

7、抽气泵8、离子选择性电机9、蠕动泵

10、控制模块11、数显模块12、吸收液储罐

13、冲洗水罐14、压缩空气罐15、阀门

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

参照图1，本实施例的SO₃在线连续监测装置，包括过滤器1、带伴热采样枪3、三通2、伴热管4、吸收装置、吸收液储罐12、流量计6、抽气泵7、蠕动泵9和压缩空气罐14。

过滤器1设置在带伴热采样枪3一端，带伴热采样枪3另一端与三通2连接。带伴热采样枪3内壁通道采用抛光及耐高温纳米涂层处理的不锈钢管或采用内嵌纳米陶瓷套管的不锈钢管。

三通2还分别通过阀门15连接伴热管5和压缩空气罐14，伴热管5是一种常规工业用伴热装置，可以延长，用于维持气体温度，防止气体冷凝。

伴热管4连接到吸收装置，吸收装置还分别连接蠕动泵9和吸收液储罐12，蠕动泵9用于将吸收装置中的废液排出。吸收装置通过流量计6连接抽气泵7。

吸收装置包括两组吸收瓶和离子选择性电极8。两组吸收瓶为并联结构，且每组吸收瓶由两个吸收瓶5组成。

本装置的工作过程如下：

在抽气泵7的抽力作用下，烟气经过过滤器1进入带伴热采样枪3，带伴热采样枪3末端连接一个三通2，两股气路分别用阀门15控制，一路连接伴热管4，一路连接压缩空气罐14，烟气从连接伴热管4的一端经阀门15引入吸收瓶5，气体有效成分被吸收后，继续沿气路经过流量计6，通过抽气泵7排空；吸收气体有效成分后的溶液在吸收瓶5中采用SO₄ ^2-选择性离子电极进行SO₄ ^2-离子浓度测试，并将气路切换至另一组吸收瓶5继续采样，并将测试结果转换成电信号反馈给控制系统10，然后通过数显模块11输出结果；检测完成后冲洗水装置对SO₄ ^2-离子电极8进行冲洗，冲洗废水经蠕动泵9外排。

当吸收瓶5中的SO₄ ^2-离子浓度达到上限值时，吸收瓶5中吸收液全部通过蠕动泵9外排，并由冲洗水装置进行冲洗，冲洗水外排；吸收液储罐12通过蠕动泵9向排空的吸收瓶5中添加吸收液。

本实施例的SO₃在线连续监测方法，包括如下步骤：

S1.将各个仪器设备按要求连接好；

S2.过滤器1装在带伴热采样枪3前端，采样时整个带伴热采样枪3从测孔伸入烟道，同时打开带伴热采样枪3的伴热装置，待伴热温度满足要求后开始采样；带伴热采样枪3末端连接一个三通2，三通2一端接伴热管，一端接压缩空气罐14，并用阀门15进行控制，反吹压缩空气时采样退出；

S3.伴热管4引出烟气，并沿程加热，防止烟气冷凝；

S4.伴热管4一端连接吸收装置，吸收装置中并联的两组吸收瓶里装入适量吸收液，保证烟气中的有效成分能完全吸收，吸收时间根据气体流量控制为5-15min，一组吸收完成后切换到另一组吸收瓶，继续工作；离子选择性电极8插入第一组吸收瓶中开始测试吸收液中SO₄ ^2-浓度，测试结果经控制模块10反馈给数显模块11，然后取出离子选择性电极8，用冲洗水冲洗，第二组采样时间结束，继续如此测试第二组吸收液，如此循环工作；

S5.采样过程中吸收液有极少部分消耗，因此，设定吸收液中SO₄ ^2-浓度上限值，当离子电极测到上限值时，外排吸收液，并对吸收装置进行清洗，重新添加吸收液；

S6.整套装置组装完成后，接通电源，开始进行采样；

S7.采样及监测步骤重复所述S1-S6。

吸收液为亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液按一定比例混合后的混合液。在本实施例中，混合液的比例为90％：10％。

实施例2：

本实施例与实施例1相似，其不同之处在于：

1、参照图1，本实施例的SO₃在线连续监测装置还包括冲洗装置，包括冲洗泵和冲洗水罐，冲洗水罐通过冲洗泵连接吸收装置。

2、本实施例的SO₃在线连续监测方法中，吸收液为亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液按85％：15％的比例混合后的混合液。

实施例3：

本实施例与实施例1或实施例2相似，其不同之处在于：

1、参照图1，本实施例的SO₃在线连续监测装置还包括控制模块和数显模块，数显模块通过控制模块与吸收装置连接。

2、本实施例的SO₃在线连续监测方法中，吸收液为亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液按80％：20％的比例混合后的混合液。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种SO₃在线连续监测装置，其特征是：包括过滤器、带伴热采样枪、三通、伴热管、吸收装置、吸收液储罐、流量计、抽气泵、蠕动泵和压缩空气罐，所述带伴热采样枪一端连接过滤器，另一端连接三通，三通还分别连接伴热管和压缩空气罐，伴热管还连接吸收装置，吸收装置还分别连接蠕动泵和吸收液储罐，并通过流量计连接抽气泵，所述的吸收装置包括两组吸收瓶和离子选择性电极。

2.根据权利要求1所述的SO₃在线连续监测装置，其特征是：所述的两组吸收瓶为并联结构，且每组吸收瓶由两个吸收瓶组成。

3.根据权利要求1所述的SO₃在线连续监测装置，其特征是：所述的带伴热采样枪内壁通道采用抛光及耐高温纳米涂层处理的不锈钢管或采用内嵌纳米陶瓷套管的不锈钢管。

4.根据权利要求1所述的SO₃在线连续监测装置，其特征是：还包括冲洗装置，冲洗装置包括冲洗泵和冲洗水罐，冲洗水罐通过冲洗泵连接吸收装置。

5.根据权利要求1所述的SO₃在线连续监测装置，其特征是：还包括控制模块和数显模块，数显模块通过控制模块与吸收装置连接。

6.一种SO₃在线连续监测方法，其特征是，基于权利要求1至5任一项所述SO₃在线连续监测装置，并包括如下步骤：

S1.将各个仪器设备按要求连接好；

S2.过滤器装在带伴热采样枪前端，采样时整个带伴热采样枪从测孔伸入烟道，同时打开带伴热采样枪的伴热装置，待伴热温度满足要求后开始采样；带伴热采样枪末端连接一个三通，三通一端接伴热管，一端接压缩空气罐，并用阀门进行控制，反吹压缩空气时采样退出；

S3.伴热管引出烟气，并沿程加热，防止烟气冷凝；

S4.伴热管一端连接吸收装置，吸收装置中并联的两组二级吸收瓶里装入适量吸收液，保证烟气中的有效成分能完全吸收，吸收时间根据气体流量控制为5-15min，一组吸收完成后切换到另一组吸收瓶，继续工作；离子选择性电极插入第一组吸收瓶中开始测试吸收液中SO₄ ^2-浓度，测试结果经控制模块反馈给数显模块，然后取出离子选择性电极，用冲洗水冲洗，第一组采样时间结束，继续如此测试第二组，如此循环工作；

S5.设定吸收液中SO₄ ^2-浓度上限值，当离子电极测到上限值时，外排吸收液，并对吸收装置进行清洗，重新添加吸收液；

S6.整套装置组装完成后，接通电源，开始进行采样；

S7.采样及监测步骤重复所述S1-S6。

7.根据权利要求6所述的SO₃在线连续监测方法，其特征是：所述的吸收液为亚硫酸氢钠饱和溶液和5％-20％异丙醇溶液按一定比例混合后的混合液。