CN117890527B - 一种烟气监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气监测系统，涉及环保技术领域。包括混合通道、混合仓、反应装置和硫酸根监测装置；混合通道包括取样口，烟气通过取样口进入混合通道，混合通道内安装有臭氧供应装置，臭氧供应装置用于输出臭氧，混合通道的出气端连接混合仓的进气口，混合仓由进气口到内部空间逐渐变大，混合仓的出气口连接导气管的一端，导气管的另一端通入反应装置，反应装置内部装盛有碱液，碱液用于吸收气体中的硫氧化物，硫酸根监测装置与反应装置连通，硫酸根监测装置用于监测反应装置中的硫酸根的含量。本发明能够监测烟气通道排出烟气中的硫氧化物含量。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种烟气监测系统。
背景技术
锅炉燃烧会产生大量烟气，烟气中的硫氧化物排入大气中会污染大气，形成酸雨。
相关技术中，利用湿法脱硫工艺对烟气进行处理。但是，一旦脱硫装置出现故障，则会导致大量的硫氧化物进入大气而污染环境。因此，需要对排出的烟气进行实时监测，以监测是否有硫氧化物泄露。
因此，针对上述不足，急需一种烟气监测系统，能够监测烟气通道排出烟气中的硫氧化物含量。
发明内容
本发明提供了一种烟气监测系统，能够监测烟气通道排出烟气中的硫氧化物含量。本发明的技术方案如下：
一种烟气监测系统，包括混合通道、混合仓、反应装置和硫酸根监测装置；
所述混合通道包括取样口，烟气通过所述取样口进入所述混合通道，所述混合通道内安装有臭氧供应装置，所述臭氧供应装置用于输出臭氧，所述混合通道的出气端连接所述混合仓的进气口，所述混合仓由进气口到内部空间逐渐变大，所述混合仓的出气口连接导气管的一端，所述导气管的另一端通入所述反应装置，所述反应装置内部装盛有碱液，所述碱液用于吸收气体中的硫氧化物，所述硫酸根监测装置与所述反应装置连通，所述硫酸根监测装置用于监测所述反应装置中的硫酸根的含量。
可选地，所述混合仓的出气口安装有流量控制阀。
可选地，所述导气管插入所述反应装置的一端安装有曝气装置。
可选地，所述硫酸根监测装置为离子色谱仪。
可选地，所述反应装置连接有超声波发射装置。
可选地，一种烟气监测系统还包括烟气通道和监测通道；
所述烟气通道和所述监测通道的侧壁均包括连接口，所述烟气通道和所述监测通道通过连接口连通；
所述监测通道内安装有高压热风机，所述高压热风机用于向所述监测通道内释放高温气流，所述高温气流的温度为200~250℃，所述高温气流的流速大于所述烟气通道内的烟气流速，所述监测通道中放置有重力测量装置，所述重力测量装置连接有重力传感器，所述重力传感器用于测量所述重力测量装置的重力变化，所述监测通道的连接口位于所述高压热风机和所述重力测量装置之间的通道侧壁上，所述高压热风机的输出端朝向所述重力测量装置，所述重力测量装置包括至少一条凝结通道，所述凝结通道用于凝结硫酸氢铵熔融体；
所述监测通道的出气端连接所述混合通道的取样口。
可选地，所述烟气通道的连接口安装有过滤网。
可选地，所述烟气通道的连接口的烟气上游安装有挡风板，所述挡风板用于阻挡部分烟气以使所述烟气通道的连接口处的烟气流速减慢。
可选地，所述烟气通道的连接口或所述监测通道的连接口安装有气体流量计，所述气体流量计用于测量进入所述监测通道的烟气的流量。
可选地，所述气体流量计朝向所述烟气通道的一侧安装有气体单向阀。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
通过设置混合通道包括取样口，在混合通道的出气端连接用于输出臭氧的臭氧供应装置，混合通道的出气端连接混合仓的进气口，混合仓的出气口连接导气管的一端，导气管的另一端通入内部装盛有碱液的反应装置，以及设置用于监测反应装置中的硫酸根含量的硫酸根监测装置与反应装置连通，使得本发明在使用时，烟气样本从取样口进入混合通道，混合通道内的臭氧供应装置持续提供臭氧，臭氧通过臭氧供应装置加压喷入混合通道内，高速的臭氧与进入混合通道的烟气样本混合后形成高速的混合气体，高速的混合气体在混合通道中运移的过程中发生反应，臭氧使烟气中的硫氧化物完全氧化后，混合气体继续进入混合仓；通过设置混合仓内由进气口到内部空间逐渐变大，使进入混合仓内的混合气体流速减慢，压力增加，随着混合气体的不断进入，压力不断增大，进而混合仓中的混合气体的温度逐渐升高，高温和高压使在混合通道中未能完全被氧化的硫氧化物充分地、完全地氧化后，充分完全氧化的硫氧化物在反应装置中被液碱吸收并以硫酸根离子的形式存在，进一步地，硫酸根监测装置将反应装置中的液体泵入内部并监测到硫酸根的浓度后，即可获得烟气样本中硫氧化物的含量。因此，通过本发明，能够监测烟气通道排出烟气中硫氧化物的含量。
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是本发明实施例提供的一种烟气监测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种烟气监测系统的结构示意图。
图中：
11-混合通道；
12-混合仓；
13-反应装置；
14-硫酸根监测装置；
15-取样口；
16-臭氧供应装置；
17-导气管；
18-曝气装置；
19-超声波发射装置；
21-烟气通道；
22-监测通道；
23-高压热风机；
24-重力测量装置；
25-凝结通道；
26-过滤网；
27-挡风板；
28-气体流量计；
29-气体单向阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种烟气监测系统，包括混合通道11、混合仓12、反应装置13和硫酸根监测装置14；
混合通道11包括取样口15，烟气通过取样口15进入混合通道11，混合通道11内安装有臭氧供应装置16，臭氧供应装置16用于输出臭氧，混合通道11的出气端连接混合仓12的进气口，混合仓12由进气口到内部空间逐渐变大，混合仓12的出气口连接导气管17的一端，导气管17的另一端通入反应装置13，反应装置13内部装盛有碱液，碱液用于吸收气体中的硫氧化物，硫酸根监测装置14与反应装置13连通，硫酸根监测装置14用于监测反应装置13中的硫酸根的含量。
在本发明实施例中，烟气样本从取样口15进入混合通道11，混合通道11内的臭氧供应装置16持续提供臭氧，臭氧通过臭氧供应装置16加压喷入混合通道11内，高速的臭氧与进入混合通道11的烟气样本混合后形成高速的混合气体，高速的混合气体在混合通道11中运移的过程中发生反应，臭氧使烟气中的硫氧化物完全氧化。随后，混合气体进入混合仓12，由于混合仓12内由进气口到内部空间逐渐变大，因此，进入混合仓12内的混合气体流速减慢，压力增加，随着混合气体的不断进入，压力不断增大，进而使混合仓12中的混合气体的温度逐渐升高，高温和高压使在混合通道11中未能完全被氧化的硫氧化物充分地、完全地氧化后，通过导气管17通入反应装置13中的液碱中，充分完全氧化的硫氧化物被液碱吸收后，以硫酸根离子的形式存在。反应装置13与硫酸根监测装置14连通，具体地，硫酸根监测装置14将反应装置13中的液体泵入内部，监测硫酸根的浓度，进而能够得到烟气样本中硫氧化物的含量。
在本发明的一些实施例中，混合仓12的出气口安装有流量控制阀。在本发明实施例中，流量控制阀能够控制流入反应装置13中的气体的流量。
在本发明的一些实施例中，导气管17插入反应装置13的一端安装有曝气装置18。其中，曝气装置18能够分散进入反应装置13的气体。
在本发明的一些实施例中，硫酸根监测装置14为离子色谱仪。离子色谱仪能够快速精确地检测出液相中的离子的浓度。
在本发明的一些实施例中，反应装置13连接有超声波发射装置19。超声波发射装置19能够在液体中快速分散气体，使硫氧化物充分溶解在液碱中。
请参照图2，在本发明的一些实施例中，一种烟气监测系统还包括烟气通道21和监测通道22；烟气通道21和监测通道22的侧壁均包括连接口，烟气通道21和监测通道22通过连接口连通；监测通道22内安装有高压热风机23，高压热风机23用于向监测通道22内释放高温气流，高温气流的温度为200~250℃，高温气流的流速大于烟气通道21内的烟气流速，监测通道22中放置有重力测量装置24，重力测量装置24连接有重力传感器，重力传感器用于测量重力测量装置24的重力变化，监测通道22的连接口位于高压热风机23和重力测量装置24之间的通道侧壁上，高压热风机23的输出端朝向重力测量装置24，重力测量装置24包括至少一条凝结通道25，凝结通道25用于凝结硫酸氢铵熔融体；监测通道22的出气端连接混合通道11的取样口15。
在发明本实施例中，对硫酸氢铵的监测能够监测出脱硫装置是否发生氨气的泄露。若氨气发生泄露，泄露的氨气会与烟气中的硫氧化物生成硫酸氢铵，因此，对烟气中的硫酸氢铵进行监测能够判断脱硫装置是否发生氨气泄露。
具体地，将工厂或电厂排出的烟气通入烟气通道21，烟气通过烟气通道21排入大气中。烟气通道21和监测通道22通过各自的连接口互相连通，烟气通道21中的部分烟气可以通过连接口进入监测通道22，监测通道22相当于一个实时采样器，能够实时对烟气通道21中的烟气进行采样监测。具体地，由于监测通道22中设置有不断输出高温气流的高压热风机23，高温气流的流速比烟气通道21中的烟气流速快，使烟气通道21中的部分烟气不断进入监测通道22。进入监测通道22的烟气被高温气流加热至150~200℃，烟气中的硫酸氢铵在150~200℃呈熔融态，熔融态的硫酸氢铵穿过重力测量装置24的凝结通道25时，不断黏附在凝结通道25中。凝结在凝结通道25的硫酸氢铵会增加重力测量装置24的质量，重力传感器的增加量即为凝结的硫酸氢铵的质量。根据预设时间段内重力传感器的重力变化即可计算出烟气中的硫酸氢铵的量，进而实现对烟气中硫酸氢铵的实时监测。
需要说明的是，烟气通道21中的烟气流速可以通过流量控制阀控制，进而根据烟气通道21中的烟气流速控制高压热风机23输出的高温气流的流速，使监测通道22中高温气流的流速大于烟气通道21中的烟气流速，使烟气通道21和监测通道22之间产生压差，烟气通道21中的烟气在压差下不断进入监测通道22以完成采样。
还需要说明的是，两个连接口可以直接连接，也可以通过连接通道连接。
还需要说明的是，对硫酸氢铵的监测需要在烟气进入反应装置13之前进行，因为硫酸氢铵易溶于水，一旦硫酸氢铵进入反应装置13中，立即被水解成铵根离子，铵根离子在碱性溶液中难以存在，会生成氨气随废气排出，难以检测出其含量。
在本发明的一些实施例中，烟气通道21的连接口安装有过滤网26。在本发明实施例中，若烟尘进入监测通道22，可能会黏附在凝结通道25中，进而造成硫酸氢铵的计算误差。通过在烟气通道21的连接口安装过滤网26，能够防止一些烟尘进入到监测通道22中。
在本发明的一些实施例中，烟气通道21的连接口的烟气上游安装有挡风板27，挡风板27用于阻挡部分烟气以使烟气通道21的连接口处的烟气流速减慢。在本发明实施例中，设置挡风板27可以使挡风板27后面的连接口处的烟气流速减慢，增大烟气通道21和监测通道22之间的压差，提升采样速率。同时，烟气通道21中的烟气流速较小，可以减小高压热风机23的风速，进而更加节能。
可以理解的是，挡风板27可以是有弧度的新月型，也可以是平板型。
在本发明的一些实施例中，烟气通道21的连接口或监测通道22的连接口安装有气体流量计28，气体流量计28用于测量进入监测通道22的烟气的流量。在本发明实施例中，气体流量计28可以计算出预设时间内进入监测通道22中的烟气的量，再结合预设时间内重力传感器的重力变化能够精准测试出烟气中的硫酸氢铵的含量。
在本发明的一些实施例中，气体流量计28朝向烟气通道21的一侧安装有气体单向阀29。通过在气体流量计28朝向烟气通道21的一侧安装气体单向阀29，能够保证烟气的单向流动。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种烟气监测系统，其特征在于，包括混合通道（11）、混合仓（12）、反应装置（13）和硫酸根监测装置（14）；
所述混合通道（11）包括取样口（15），烟气通过所述取样口（15）进入所述混合通道（11），所述混合通道（11）内安装有臭氧供应装置（16），所述臭氧供应装置（16）用于输出臭氧，所述混合通道（11）的出气端连接所述混合仓（12）的进气口，所述混合仓（12）由进气口到内部空间逐渐变大，所述混合仓（12）的出气口连接导气管（17）的一端，所述导气管（17）的另一端通入所述反应装置（13），所述反应装置（13）内部装盛有碱液，所述碱液用于吸收气体中的硫氧化物，所述硫酸根监测装置（14）与所述反应装置（13）连通，所述硫酸根监测装置（14）用于监测所述反应装置（13）中的硫酸根的含量；
所述烟气监测系统还包括烟气通道（21）和监测通道（22）；
所述烟气通道（21）和所述监测通道（22）的侧壁均包括连接口，所述烟气通道（21）和所述监测通道（22）通过连接口连通；
所述监测通道（22）内安装有高压热风机（23），所述高压热风机（23）用于向所述监测通道（22）内释放高温气流，所述高温气流的温度为200~250℃，所述高温气流的流速大于所述烟气通道（21）内的烟气流速，所述监测通道（22）中放置有重力测量装置（24），所述重力测量装置（24）连接有重力传感器，所述重力传感器用于测量所述重力测量装置（24）的重力变化，所述监测通道（22）的连接口位于所述高压热风机（23）和所述重力测量装置（24）之间的通道侧壁上，所述高压热风机（23）的输出端朝向所述重力测量装置（24），所述重力测量装置（24）包括至少一条凝结通道（25），所述凝结通道（25）用于凝结硫酸氢铵熔融体；
所述监测通道（22）的出气端连接所述混合通道（11）的取样口（15）。
2.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述混合仓（12）的出气口安装有流量控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述导气管（17）插入所述反应装置（13）的一端安装有曝气装置（18）。
4.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述硫酸根监测装置（14）为离子色谱仪。
5.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述反应装置（13）连接有超声波发射装置（19）。
6.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述烟气通道（21）的连接口安装有过滤网（26）。
7.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述烟气通道（21）的连接口的烟气上游安装有挡风板（27），所述挡风板（27）用于阻挡部分烟气以使所述烟气通道（21）的连接口处的烟气流速减慢。
8.根据权利要求1所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述烟气通道（21）的连接口或所述监测通道（22）的连接口安装有气体流量计（28），所述气体流量计（28）用于测量进入所述监测通道（22）的烟气的流量。
9.根据权利要求8所述的一种烟气监测系统，其特征在于，所述气体流量计（28）朝向所述烟气通道（21）的一侧安装有气体单向阀（29）。
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