本实用新型属于烟气污染物检测领域，特别涉及一种用于烟气三氧化硫控制冷凝法采样的前端过滤装置。
背景技术：
在SCR（选择性催化还原）脱硝技术大范围应用后，现有的商用催化剂会导致SO2转化为SO3，SO3的存在不仅会对燃煤电厂的安全稳定运行产生潜在的威胁，同时也会对大气环境造成严重的污染。在环保标准越来越严格的大背景下，解决由于SO3排放带来的环境污染问题势在必行。
目前，燃煤烟气SO3采样测试方法主要包括控制冷凝法和80 wt.%异丙醇溶液吸收法等。其中控制冷凝采样部分主要有3个部件组成，即：采样管、多孔玻纤过滤器和螺旋冷凝管。控制冷凝法采样过程中的过滤装置和螺旋冷凝管对采样准确性有重要影响。在之前的研究中，通常采用多孔玻纤过滤器，处于伴热烟枪之后，在去除颗粒物的同时尽量避免对三氧化硫测试的影响。
但还存在以下缺点：
1) 过滤器表面积存的飞灰将对烟气中的三氧化硫发生吸附，且吸附随着飞灰层厚度的增加而不断增加。
2) 过滤器段无加热保温装置，使SO3在过滤器内结露，影响测量的准确度。
申请号为CN201220364627.1的专利中公开了一种测定烟气中SO3的取样装置，采用颗粒过滤器，虽然该装置结构简单，可脱除部分飞灰颗粒，但除尘效率不高，对后续的SO3采样和浓度检测有很大的影响。
申请号为CN201611159347.6的专利中公开了一种工业废气中SO3在线测量装置和方法，采用旋风分离器和石英棉滤网对来流烟气进行飞灰脱除，但未考虑烟气的温降，由于低温下SO3为硫酸雾、硫酸液滴状态，存在吸收不完全的无问题，影响测量精度。
技术实现要素：
技术目的：本实用新型针对现有的烟气SO3控制冷凝法采样系统的过滤部分的缺陷或不足，公开了一种用于烟气三氧化硫控制冷凝法采样的前端过滤装置，能够最大化处理烟尘、减少SO3在过滤段的损失、提高SO3测量精准度。
技术方案：一种用于烟气三氧化硫控制冷凝法采样的前端过滤装置，所述装置包括依次连接的烟道、可加热取样枪、旋风分离器和撞击器-过滤网一体化过滤器；
所述撞击器-过滤网一体化过滤器包括烟气进口、壳体、一级撞击器、二级撞击器、三级撞击器、多孔玻纤过滤网和烟气出口，所述壳体为两端收缩且内部中空的腔体，所述烟气进口和烟气出口分别设于壳体两端，所述一级撞击器、二级撞击器、三级撞击器和多孔玻纤过滤网依次设于壳体中间未收缩腔体内部，所述烟气进口与旋风分离器相接。
作为优选，所述撞击器-过滤网一体化过滤器还包括缓冲填料层、电热丝和电热丝引线端口，所述壳体包括内管和外管，所述外管设于内管外侧，所述缓冲填料层设于内管和外管之间，所述电热丝引线端口设于外管外侧一端，所述电热丝设于缓冲填料层内部，并且所述电热丝一端与电热丝引线端口相接。
作为优选，所述撞击器-过滤网一体化过滤器还包括飞灰收集槽，所述飞灰收集槽设于内管分别与一级撞击器、二级撞击器和三级撞击器相接触的内部底侧。
作为优选，所述飞灰收集槽呈V形。
作为优选，所述旋风分离器为直径不大于100 mm的小型切向直入式旋风分离器。
作为优选，所述一级撞击器、二级撞击器和三级撞击器为均为过滤网，其中一级撞击器脱除烟尘的粒径大于10 μm，二级撞击器脱除烟尘的粒径2.5~10 μm，三级撞击器脱除烟尘的粒径1~2.5 μm。
作为优选，所述一级撞击器、二级撞击器和三级撞击器依次与内管水平线呈70~80°角倾斜放置，且一级撞击器、二级撞击器和三级撞击器两两平行。
作为优选，所述多孔玻纤过滤网为目数不小于12500目的玻纤过滤网。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、过滤段采用可控温式电加热，确保烟气中的SO3/H2SO4都以气态形式存在，保证烟酸蒸汽进入下游的螺旋冷凝管中，避免SO3在过滤段结露影响测量的准确度；
2、采用多重过滤尽可能去除颗粒物，减小颗粒物浓度，降低多孔玻纤过滤网飞灰层厚度，削弱SO3的吸附作用，减小采样误差，从而实现精确测量；
3、在过滤器前增设小型旋风分离器，预先处理含尘量较高的烟道中的较大颗粒物，降低撞击器-过滤网一体化过滤器的积灰程度，延长采样时间，提高精确度；
4、整体结构简单紧凑，冷凝效果理想，适配性能好。
附图说明
图1为本实用所述用于烟气三氧化硫控制冷凝法采样的前端过滤装置结构示意图；
图2为本实用新型所述撞击器-过滤网一体化过滤器剖面示意图；
图3为现有技术中烟气SO3控制冷凝法采样系统结构示意图；
图4为本实用新型所述前端过滤装置结合烟气SO3控制冷凝法采样系统结构示意图。
图中各标号代表如下：1.烟道；2.可加热取样枪；3.旋风分离器；4.撞击器-过滤网一体化过滤器；4-1.烟气进口；4-2.一级撞击器；4-3.二级撞击器；4-4.三级撞击器；4-5.多孔玻纤过滤网；4-6.烟气出口；4-7.内管；4-8.外管；4-9.缓冲填料层；4-10.电热丝；4-11.电热丝引线端口；4-12.飞灰收集槽；5.螺旋冷凝管；6.水力循环泵；7.吸收瓶；8.干燥瓶；9.湿式流量计；10.压力计；11.温度计；12.抽气泵；13.普通多孔玻纤过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
实施例1
一种用于烟气三氧化硫控制冷凝法采样的前端过滤装置，参照图1，所述装置包括依次连接的烟道1、可加热取样枪2、旋风分离器3和撞击器-过滤网一体化过滤器4。可加热取样枪2采用恒温加热，将温度设置为高于260℃。所述旋风分离器3为直径不大于100 mm的小型切向直入式旋风分离器，烟气在旋风分离器内温度场变化不大，出口温度易燃高于SO3酸露点，所述旋风分离器3收集烟尘的粒径远大于10μm，并且旋风分离器3出口烟气流速为12~25 m/s，以便保证后续SO3冷凝有足够的离心力。
参照图2，所述撞击器-过滤网一体化过滤器4包括烟气进口4-1、壳体、一级撞击器4-2、二级撞击器4-3、三级撞击器4-4、多孔玻纤过滤网4-5和烟气出口4-6，所述壳体为两端收缩且内部中空的腔体，所述烟气进口4-1和烟气出口4-6分别设于壳体两端，所述一级撞击器4-2、二级撞击器4-3、三级撞击器4-4和多孔玻纤过滤网4-5依次设于壳体中间未收缩腔体内部。所述烟气进口4-1与旋风分离器3相接。所述撞击器-过滤网一体化过滤器4还包括缓冲填料层4-9、电热丝4-10和电热丝引线端口4-11，所述壳体包括内管4-7和外管4-8，所述外管4-8设于内管4-7外侧，所述缓冲填料层4-9设于内管4-7和外管4-8之间，所述电热丝引线端口4-11设于外管4-8外侧一端，所述电热丝4-10设于缓冲填料层4-9内部，并且所述电热丝4-10一端与电热丝引线端口4-11相接。所述一级撞击器4-2、二级撞击器4-3和三级撞击器4-4均为过滤网，第一级过滤网目数设为1250目，第二级过滤网目数设为3215目，第三级过滤网目数设为12500目。其中一级撞击器4-2脱除烟尘的粒径大于10μm，二级撞击器4-3脱除烟尘的粒径2.5~10μm，三级撞击器4-4脱除烟尘的粒径1~2.5μm。所述一级撞击器4-2、二级撞击器4-3和三级撞击器4-4与内管4-7水平线呈70~80°角倾斜放置，且一级撞击器4-2、二级撞击器4-3和三级撞击器4-4两两平行。所述多孔玻纤过滤网4-5为目数不小于12500目的玻纤过滤网。所述撞击器-过滤网一体化过滤器4采用三级撞击器和多孔玻纤过滤网进一步去除烟尘，同时壳体内设电热丝加热温度保持在260℃以上，确保烟气中的SO3/H2SO4都以气态形式存在，保证烟酸蒸汽进入下游的螺旋冷凝管中。
图3为现有技术中烟气SO3控制冷凝法采样系统结构示意图，如图所示，烟气经烟道1、可加热取样枪2、普通多孔玻纤过滤器13过滤后，顺次进入螺旋冷凝管5、两个吸收瓶7、干燥瓶8进行SO3后续测量处理。
图4为本实用新型所述前端过滤装置结合烟气SO3控制冷凝法采样系统结构示意图，烟气经烟道1进入本实用新型前端过滤装置可加热取样枪2加热、旋风分离器3粗分离、撞击器-过滤网一体化过滤器4细分离过滤处理后，顺次进入螺旋冷凝管5、两个吸收瓶7、干燥瓶8进行SO3后续测量处理。
实施例2
同实施例1，区别在于，所述撞击器-过滤网一体化过滤器4还包括飞灰收集槽4-12，所述飞灰收集槽4-12设于内管4-7分别与一级撞击器4-2、二级撞击器4-3和三级撞击器4-4相接触的内部底侧。所述飞灰收集槽4-12呈V形。
烟气经烟道1可加热取样枪2加热、旋风分离器3粗分离、撞击器-过滤网一体化过滤器4细分离过滤处理后，顺次进入螺旋冷凝管5、两个吸收瓶7、干燥瓶8进行SO3后续测量处理。
经旋风分离器3粗分离的烟气，由烟气进口4-1进入撞击器-过滤网一体化过滤器4，粒径大于10 μm、10~2.5 μm和2.5~1 μm烟尘颗粒分别经一级撞击器4-2、二级撞击器4-3、三级撞击器4-4，三次撞击后飞灰水平速度降为零，在重力作用下落入撞击器下设的飞灰收集槽4-12，粒径小于1μm的烟尘继续向前运动，经多孔玻纤过滤网4-5进一步过滤，到达烟气出口4-6处烟气除尘率可达到99%。
所述烟气进口4-1与旋风分离器出气口相连；所述烟气出口4-6与后部螺旋冷凝管5相连；所述内管4-7为石英玻璃管，内管4-7外缠有电热丝4-10和缓冲填料层4-9；所述外管4-8为不锈钢管。所述电热丝4-10加热温度保持在260℃以上，确保烟气中的SO3/H2SO4都以气态形式存在，保证烟酸蒸汽进入下游的螺旋冷凝管5中。
所述一级撞击器4-2、二级撞击器4-3和三级撞击器4-4所使用材质均为刚玉材质，烟气进入三个撞击器后，依次脱除粒径大于10 μm、10~2.5 μm、2.5~1 μm的烟尘颗粒，撞击器下部设置的飞灰收集槽4-12用以储存脱除的烟尘。