CN211978686U - 一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置 - Google Patents
一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，包括水容器，所述水容器的底部设置加热器，所述水容器的进口与取样气体连接，所述水容器的出口与可控三通阀连接，所述可控三通阀的另外两个端口分别连接空气接口和光学测量池，所述光学测量池为直通式结构，所述光学测量池池体的左右两侧设置加热窗口，所述加热窗口的外侧设置紫外光发射器和紫外光接收器，实现了本实用新型结构简单、使用方便、测量准确并能实现连续在线监测的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及三氧化硫检测技术领域，具体为一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置。
背景技术
燃煤电厂及工业锅炉的烟气中常含有SO3，SO3是酸雨的主要成因之一，由于其易于形成亚微米气溶胶，进而形成二次硫酸盐颗粒，因此也是大气中PM2.5的重要来源之一,自2015年起，国内各地相关环保部门陆续将燃煤锅炉的SO3排放浓度限值定为5mg/m3。部分电厂喷射碱剂以降低烟气中的SO3浓度，SO3生成浓度受负荷影响大，SO3的浓度直接决定着碱剂的喷射量。另外，SO3会导致烟道腐蚀，与NH3、H2O结合生成粘结性的NH4HSO4还会导致SCR失活、空预器堵塞等问题。尤其在我国燃煤烟气超低排放的政策要求下，为提高NOX的去除效率，烟气在SCR中的停留时间变长，进一步增加了SCR中SO2向SO3的转化率。因此烟气中SO3的准确测量技术越来越受到重视。
当前，最常见的SO3检测方法是控制冷凝法及异丙醇法。控制冷凝法普遍被认为是较为准确的方法，然而控制冷凝法系统复杂，加热过程及降温过程都需控制温度。此外，控制冷凝法也非实时测量技术，硫酸根离子的检测同样费时费力。异丙醇法虽然可以吸收SO3,但同时也会吸收部分SO2，因此会增加溶液中硫酸根离子的浓度，形成正偏差。
在本领域中已经发展了多种用于测量烟气中SO3浓度的技术。专利号为200620163937.1的新型实用专利公开了一种烟气中SO3的采样装置，包括除尘机构、采样管、螺旋收集管和抽吸机构，其中除尘机构安装在采样管的入口端，该采样管的出口端通过管路与螺旋收集管的进口连接，螺旋收集管的进、出口均位于螺旋形的上端，其出口通过硅胶软管与所述抽吸机构相通。在专利中无测量部分，而且无法实现在线测量。
专利号为20091021169.1的实用新型专利公开了一种用于检测、测量和控制烟道气中SO3和其他可冷凝物的方法和装置，能够测量多种可冷凝物的浓度，但是该方法对于材料精度要求高，无法实现在线连续的测量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，包括水容器，所述水容器的底部设置加热器，所述水容器的进口与取样气体连接，所述水容器的出口与可控三通阀连接，所述可控三通阀的另外两个端口分别连接空气接口和光学测量池，所述光学测量池为直通式结构，所述光学测量池池体的左右两侧设置加热窗口，所述加热窗口的外侧设置紫外光发射器和紫外光接收器。
优选的，所述紫外光接收器上还设置有光信号检测器，所述光信号检测器具体采用锗光敏二极管作为检测元件，所述光信号检测器的工作波长为300-1500nm之间。
优选的，所述水容器的进口设置有气体流量计，所述气体流量计、加热器、可控三通阀、加热窗口、紫外光发射器、紫外光接收器和光信号检测器均连接控制器。
优选的，所述加热窗口与光学测量池及紫外光发射器和紫外光接收器之间均设置隔热层。
优选的，所述加热窗口的加热温度不低于一百摄氏度。
优选的，通过所述控制器对气体流量的值进行设定，通过所述控制器加热器的加热温度进行设定。
优选的，所述紫外光发射器的工作波长为400nm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型首先通过简单的结构将三氧化硫转换为SO3∙H2O，随后根据紫外线光束在SO3∙H2O的存在下影响光强度，通过检测光强度的变化从而来确定SO3∙H2O的浓度含量，实现了本实用新型结构简单、使用方便、测量准确并能实现连续在线监测的特点。
附图说明
图1为本实用新型光学检测电路图；
图2为本实用新型结构示意图。
图中：1水容器、2加热器、3可控三通阀、4光学测量池、5加热窗口、6紫外光发射器、7紫外光接收器、8光信号检测器、9控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，包括水容器1，所述水容器1的底部设置加热器2，所述水容器1的进口与取样气体连接，所述水容器1的出口与可控三通阀3连接，所述可控三通阀3的另外两个端口分别连接空气接口和光学测量池4，所述光学测量池4为直通式结构，所述光学测量池4池体的左右两侧设置加热窗口5，所述加热窗口5的外侧设置紫外光发射器6和紫外光接收器7。
值得注意的是，所述紫外光接收器7和控制器8之间还设置有光信号检测器，所述检测器具体采用锗光敏二极管作为检测元件，所述光信号检测器的工作波长为300-1500nm之间。
一所述水容器1的进口设置有气体流量计，所述气体流量计、加热器2、可控三通阀3、加热窗口5、紫外光发射器6、紫外光接收器7和光信号检测器8均连接控制器9。
其中，所述三氧化硫流量控制精度误差范围不超过1%，所述加热器的温度控制误差范围不超过0.5度。
进一步的，所述加热窗口5与光学测量池4及紫外光发射器6和紫外光接收器7之间均设置隔热层。
进一步的，所述加热窗口5的加热温度不低于一百摄氏度。
进一步的，通过所述控制器9对气体流量的值进行设定，通过所述控制器9加热器2的加热温度进行设定。
进一步的，所述紫外光发射器6的工作波长为400nm。
实施例一：
设定一个三氧化硫的气体流量，然后对加热器进行加热，三氧化硫与水蒸气混合在一起形成三氧化硫酸雾，即SO3∙H2O，然后将三氧化硫酸雾充入光学检测池内，光学检测池根据光强度的变化转换为电信号，最终通过光信号检测器对电信号进行计算，所述计算方式具体采用朗伯-比尔定律。
值得注意的是，随着三氧化硫酸雾通入时间的增加，测量的零点就会漂移，因此需要对零点进行重新的校正，其具体做法是通过可通三通阀将空气通入光学检测池内，同时关闭三氧化硫酸雾的通入，然后同样根据光强度变换来计算出一个数值（没有三氧化硫酸雾影响的情况下）。
实施例二：
所述通入三氧化硫气体的10mg/s，加热器的加热温度为100℃，其中光信号检测器的工作波长为300nm。
实施例三：
所述通入三氧化硫气体的12mg/s，加热器的加热温度为110℃，其中光信号检测器的工作波长为350nm。
实施例四：
所述通入三氧化硫气体的15mg/s，加热器的加热温度为120℃，其中光信号检测器的工作波长为340nm。
实施例五：
所述通入三氧化硫气体的15mg/s，加热器的加热温度为110℃，其中光信号检测器的工作波长为360nm。
实施例六：
所述通入三氧化硫气体的35mg/s，加热器的加热温度为150℃，其中光信号检测器的工作波长为1340nm。
实施例七：
所述通入三氧化硫气体的30mg/s，加热器的加热温度为160℃，其中光信号检测器的工作波长为1000nm。
实施例八：
所述通入三氧化硫气体的70mg/s，加热器的加热温度为200℃，其中光信号检测器的工作波长为1500nm。
实施例九：
所述通入三氧化硫气体的52mg/s，加热器的加热温度为180℃，其中光信号检测器的工作波长为1314nm。
实施例十：
所述通入三氧化硫气体的55mg/s，加热器的加热温度为1750℃，其中光信号检测器的工作波长为1200nm
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，包括水容器（1），其特征在于：所述水容器（1）的底部设置加热器（2），所述水容器（1）的进口与取样气体连接，所述水容器（1）的出口与可控三通阀（3）连接，所述可控三通阀（3）的另外两个端口分别连接空气接口和光学测量池（4），所述光学测量池（4）为直通式结构，所述光学测量池（4）池体的左右两侧设置加热窗口（5），所述加热窗口（5）的外侧设置紫外光发射器（6）和紫外光接收器（7）。
2.根据权利要求1所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：所述紫外光接收器（7）上还设置有光信号检测器（8），所述光信号检测器（8）具体采用锗光敏二极管作为检测元件，所述光信号检测器（8）的工作波长为300-1500nm之间。
3.根据权利要求1所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：所述水容器（1）的进口设置有气体流量计，所述气体流量计、加热器（2）、可控三通阀（3）、加热窗口（5）、紫外光发射器（6）、紫外光接收器（7）和光信号检测器（8）均连接控制器（9）。
4.根据权利要求3所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：所述加热窗口（5）与光学测量池（4）及紫外光发射器（6）和紫外光接收器（7）之间均设置隔热层。
5.根据权利要求1所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：所述加热窗口（5）的加热温度不低于一百摄氏度。
6.根据权利要求3所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：通过所述控制器（9）对气体流量的值进行设定，通过所述控制器（9）加热器（2）的加热温度进行设定。
7.根据权利要求1所述的一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置，其特征在于：所述紫外光发射器（6）的工作波长为400nm。
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| CN201921854902.6U CN211978686U (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110806390A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低浓度三氧化硫气体在线测量装置及方法 |
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2019
- 2019-10-31 CN CN201921854902.6U patent/CN211978686U/zh active Active
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