一种气态硫氧化物在线检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种硫氧化物在线检测装置，尤其涉及气态硫氧化物的在线检测装置，更主要的是一种烟气中硫氧化物在线测定装置。

背景技术：

随着大气环保标准越来越严格，在将来极有可能对烟气中硫氧化物进行管控。但是目前，只有比较准确的在线测定烟气中二氧化硫的方法，并无准确在线测定硫氧化物的方法。测定硫氧化物的难点在于如何在不受二氧化硫干扰的情况下测定三氧化硫，本实用新型另辟蹊径，提供了一种全新概念的硫氧化物在线检测装置，利用本实用新型提供的在线检测装置将烟气中二氧化硫全部转化为三氧化硫，并被溶液吸收，生成硫酸根离子浓度，通过测定硫酸根离子浓度，并配合烟气在线分析仪中二氧化硫浓度，计算出烟气中硫氧化物浓度。

申请号为201080047981.5的中国专利，提供了一种烟道气的光学监测和控制，利用多个光学监测系统和其排放控制装置的烟道气中监测至少一种烟气成分浓度的系统。监测装置220，320包括至少一个光源221，其用于提供穿过取样区域18的光束223，以产生指示取样区域18中的各种成分的量的组合信号。组合信号可被前馈至排放控制装置上，以便使它们为即将来临的排放做准备。组合信号还可被馈送返回，以调整排放控制装置。它们还可提供给控制单元230，以控制炉1的燃烧器的化学定量关系。这产生了一种减少所释放的排放的量的更高效的系统。该专利提供的装置仅能够获得各种成分的量的组合信号，以及各成分的平均浓度，即使烟气中仅存在二氧化硫和三氧化硫也仅仅能够评估出二氧化硫和三氧化硫的综合水平，不能对于二氧化硫和三氧化硫各自的浓度进行监测。

申请号为201410401789.1的中国专利公开了一种三氧化硫采样测试系统的校验方法，包括以下步骤：1)准备含有二氧化硫和氧气的混合气体，为所述混合气体提供反应场所和流通路径；2)所述混合气体反应生成含有三氧化硫的采样气体，并流向所述三氧化硫采样测试系统；3)获取所述混合气体中的二氧化硫的体积百分数wSO₂反应前和所述采样气体中的二氧化硫的体积百分数wSO₂反应后；4)所述三氧化硫采样测试系统对所述采样气体进行采样测试，以获得所述采样气体中三氧化硫的测试浓度CSO₃测试；5)计算得到所述采样气体中三氧化硫具有的理论浓度CSO₃理论以与CSO₃测试比较。该专利还公开了一种利用上述方法进行三氧化硫采样测试系统的校验装置。但是该专利提供的方法及装置不能通过二氧化硫和三氧化硫混合气体的测试得到烟气中二氧化硫和三氧化硫各自的精确含量。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：1)本实用新型提供了一种烟气中硫氧化 物在线测定装置，能够分别检测出烟气中二氧化硫和三氧化硫的浓度。2)通过本实用新型提供的烟气中硫氧化物在线测定装置气态的硫氧化物转变成液态，减少了大气污染，在监测气体的同时完成了有害气体的回收处理。3)本实用新型提供的烟气中硫氧化物在线测定装置增加了处理后气体中是否含有残留的气态硫氧化物的检测装置，对硫氧化物反应罐中的反应进行监测，排除因反应不完全造成的检测数据的不准确。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种气态硫氧化物在线检测装置，包括取样管道、硫氧化物反应罐、数仪据分析、烟气分析仪和硫氧化物残留检测罐，取样管道分别与硫氧化物反应罐和烟气分析仪相通，硫氧化物残留检测罐与硫氧化物反应罐相连。

优选的是，硫氧化物反应罐(3)设置有进气口、出气口、进药口和抽取口。所述进气口与取样管道连接，出气口与硫氧化物残留检测灌连接。

上述任一方案中优选的是，硫氧化物反应罐设置有冰浴装置。

上述任一方案中优选的是，硫氧化物反应罐下端设置有放液口。

上述任一方案中优选的是，硫氧化物反应罐内含有H₂O₂水溶液。

上述任一方案中优选的是，还包括控制器，控制器包括第一吸液管和第一出液管，所述第一吸液管连接于硫氧化物反应罐，所述第一吸液管出口位于硫氧化物反应罐内液面下部，所述第一吸液管与所述硫氧化物反应罐的抽取口连通，用于抽取硫氧化物反应罐内的液体。

上述任一方案中优选的是，控制器内设置有自动取样装置，通过第一吸液管自动抽取硫氧化物反应罐内的液体。

上述任一方案中优选的是，还包括H₂O₂储备瓶。

上述任一方案中优选的是，控制器还包括液位控制装置，所述液位控制装置包括第二吸液管、第二出液管和液位计，所述第二吸液管与所述H₂O₂储备瓶相连，所述第二出液管与硫氧化物反应罐相连，液位计位于硫氧化物反应罐内。所述第二出液管与所述硫氧化物反应罐的进药口相通，所述液位计用于测量所述硫氧化物反应罐内的液面高度，所述控制器通过所述第二出液管向硫氧化物反应罐内补充H₂O₂储备液。

上述任一方案中优选的是，还包括处理器，所述控制器第一出液管与所述处理器相连，所述控制器第一吸液管抽取硫氧化物反应罐中的液体，通过第一出液管到达所述处理器，所述处理器对所述液体进行硫酸根离子的检测。

上述任一方案中优选的是，所述处理器为分光光度计。

上述任一方案中优选的是，所述处理器和烟气分析仪分别与所述数据分析仪相连，所述数据分析仪可优选为数显仪。

上述任一方案中优选的是，取样管道包括三通，三通的三个开口端分别连接于烟气管道、烟气分析仪和硫氧化物反应罐。

上述任一方案中优选的是，取样管道与硫氧化物反应罐之间设置有石英棉过滤网。

上述任一方案中优选的是，取样管道上设置有伴热装置。

上述任一方案中优选的是，所述伴热装置温度至少为200℃。

上述任一方案中优选的是，硫氧化物残留检测罐内含有BaCl₂水溶液。

上述任一方案中优选的是，还包括抽气泵，抽气泵与硫氧化物残留检测罐通过管道连接。

上述任一方案中优选的是，抽气泵与硫氧化物残留检测罐间的连接管道上设置有流量计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1本实用新型一种气态硫氧化物在线检测装置实施例1的示意图；

图2本实用新型一种气态硫氧化物在线检测装置实施例2的局部示意图。

附图标记：1，取样管道；2，石英棉过滤网；3，硫氧化物反应罐；4，3％的H₂O₂水溶液；5，液位计；6，控制器；7，H₂O₂水溶液储备瓶；8，分光光度计；9，SO₂烟气分析仪；10，数显仪；11，放液口；12，硫氧化物残留检测罐；13，流量计；14，抽气泵。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

如图1所示为本申请的一种优选实施方式，包括取样管道1、石英棉过滤网2、硫氧化物反应罐3、控制器6、分光光度计8、SO₂烟气分析仪9、数显仪10、硫氧化物残留检测罐12和抽气泵14。

在本实施例中，取样管道1的入气口与烟道连接，用于收集烟气。取样管道1通过三通将出气口分别与硫氧化物反应罐3的进气口和SO₂烟气分析仪9连接。取样管道1通过伴热装置，伴热至200℃。取样管道1上与硫氧化物反应罐3连接的一端设置有加热的石英棉过滤网2。伴热的取样管道1和加热的石英棉过滤网2可以保证烟气中的气体不发生冷凝。

SO₂烟气分析仪9与取样管道1相连，用于检测气体中SO₂的水平。

硫氧化物反应罐3中含有3％的H₂O₂水溶液4，用以吸收烟气中的SO₂和SO₃，反应式为SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄，SO₃+H₂O＝H₂SO₄，经过硫氧化物反应罐3后烟气中的硫氧化物完全转化为液态的硫酸根离子，存在于硫氧化物反应罐3内部的液体中。在本实施例中，硫氧化物反应罐3的底部设置有放液口11，并由可控开关控制，用于硫氧化物反应罐3内液体的排放。硫氧化物反应罐3内，H₂O₂水溶液4的液面下一定高度还设置有液位计5，用于监控硫氧化物反应罐3内液体的高度，当硫氧化物反应罐3内液体的高度降低时，液位计5将数据反馈给控制器6，控制器6对硫氧化物反应罐3内的H₂O₂水溶液4进行补充，维持H₂O₂水溶液4液面高度不变。同时为了控制硫氧化物反应罐3的反应温度，硫氧化物反应罐3还设置有温度控制装置，优选为冰浴装置，控制硫氧化物反应罐3内的反应温度，并提高硫氧化物反应罐3的安全性。

控制器6分别与两套管路系统相连接，包括第一吸液管和第一出液管以及第二吸液管和第二出液管。所述第一吸液管连接于硫氧化物反应罐3的抽取口，所述第一吸液管出口位于硫氧化物反应罐3内H₂O₂水溶液4液面之下，所述第一出液管与分光光度计8相连接。控制器6设置有自动取样装置，通过第一吸液管和第一出液管定时将硫氧化物反应罐3内的液体送入分光光度计8进行硫酸根离子浓度检测。本实施例的一种优选实施方式为，每隔60min吸取10ml硫氧化物反应罐3内的液体，送入分光光度计8进行硫酸根离子浓度检测。

在本实施例中还包括H₂O₂水溶液储备瓶7，本实施例优选的是在H₂O₂水溶液储备瓶7中含有10％的H₂O₂水溶液作为储备液。H₂O₂水溶液储备瓶7、控制器6的第二吸液管和第二出液管以及位于硫氧化物反应罐3液位计5共同构成了H₂O₂水溶液补充系统，所述第二吸液管与H₂O₂水溶液储备瓶7相连，所述第二出液管与硫氧化物反应罐3的进药口相连，并开口于硫氧化物反应罐3内。控制器6根据硫氧化物反应罐3内的液位计5收集的液面高度信息进行控制，启动自动取样装置，自动将H₂O₂水溶液储备瓶7内的10％的H₂O₂储备液加入到 硫氧化物反应罐3中，并保持硫氧化物反应罐3内H₂O₂水溶液4液位不变。

在本实施例中还包括硫氧化物残留检测罐12，用于检测硫氧化物反应罐3中硫氧化物气体是否反应完全。在本实施例中优选的是BaCl₂水溶液。硫氧化物残留检测罐12与硫氧化物反应罐3通过管路连接，所述连接管的出气口位于BaCl₂水溶液液面之下。同时硫氧化物残留检测罐12还设置有酸度计及pH调节系统，将硫氧化物残留检测罐12内BaCl₂水溶液的pH值控制在2.5至4的范围内，以保证烟气中的CO₂不会和BaCl2生成碳酸钡沉淀干扰反应结果。本实施例中优选的是利用盐酸调节BaCl₂水溶液的pH值。硫氧化物残留检测罐12的出气端与抽气泵14相连接，硫氧化物残留检测罐12与抽气泵14之间设置有流量计13，用于监控气体流量，计算反应体系中SO₂和SO₃的浓度和含量。

利用本实施例中的硫氧化物在线检测装置对烟气中硫氧化物进行在线检测的流程如下：

1、烟气经过伴热和过滤后，分两股进入硫氧化物反应罐3和烟气分析仪9；

2、烟气中的SO₂和SO₃在硫氧化物反应罐3中与H₂O₂水溶液4反应生成硫酸根离子；

3、由于烟气不断通入起搅拌作用，因此硫氧化物反应罐3未设置搅拌器仍然可以使反应物均匀混合，确保反应有效进行；

4、烟气从硫氧化物反应罐3中出来进入硫氧化物残留检测罐12，硫氧化物残留检测罐12中含有BaCl₂水溶液，用以检测烟气中的三氧化硫是否被完全吸收；

5、硫氧化物残留检测罐12中BaCl₂水溶液pH值用盐酸调节成2.5～4，在该范围内，烟气中的CO₂不会和BaCl₂生成碳酸钡沉淀干扰反应；

6、控制器6可以根据硫氧化物反应罐3内的液位计5自动加入H₂O₂储备液，并保持硫氧化物反应罐3内液位不变；

7、控制器6内还设置有自动取样装置，每隔60min吸取10ml硫氧化物反应罐3内的液体，送入分光光度计8进行硫酸根离子浓度检测；

8、SO₂浓度可以直接在烟气分析仪9中测定；

9、分光光度计8和烟气分析仪9数据直接传到数显仪10，数显仪10经过处理计算，显示烟气中的硫氧化物浓度。

10、硫酸根离子完全存在于氧化物反应罐3内3％的H₂O₂水溶液中，反应式为SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄，SO₃+H₂O＝H₂SO₄，用该装置测定SO₄^2-离子浓度后，假设SO₄^2-离子浓度为a mg/L，烟气分析仪9测定的二氧化硫浓度为b mg/L，则烟气中硫氧化物浓度为(a-0.5b)mg/L。

实施例2

在实施例2中，来自烟道的气体由取样管道1收集，取样管道1分别与烟气分析仪和图 2所示的局部装置连接。如图2所示，伴热至200℃的取样管道1上设置有加热的石棉网过滤器。加热管道的出气口端连接有硫氧化物反应罐3。本实施例中，设置有两个串联的硫氧化物反应罐3，硫氧化物反应罐3内含有3％的H₂O₂水溶液。同时为了保证反应温度，硫氧化物反应罐3外部设置有冰浴装置。硫氧化物反应罐3与硫氧化物残留检测罐12通过管道连接，硫氧化物残留检测罐12中含有BaCl₂水溶液。硫氧化物残留检测罐12与抽气泵14通过管道连接，硫氧化物残留检测罐12与抽气泵14之间设置有流量计13和干燥器15。本实施例通过图2所示的局部装置，对烟气中硫氧化物气体的浓度进行测定。取样管道1另一端所连接的烟气分析仪对SO₂的浓度进行测定。从而获得烟气中硫氧化物，SO₂和SO₃各自的含量及浓度。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。