一种三氧化硫在线监测系统的制作方法

本实用新型涉及电力、工业锅炉等环保技术领域，具体为一种三氧化硫在线监测系统。

背景技术：

燃煤电厂及工业锅炉的烟气中常含有so3，so3不仅是造成管道腐蚀和空预器堵塞的直接原因，而且也是形成pm2.5的重要前驱体，易引发大气雾霾。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。因此，非常有必要对燃煤烟气中的so3浓度进行在线监测，为燃煤电厂及工业锅炉防治空预器堵塞、管道腐蚀、碱剂喷射量及so3超标排放等问题提供指导依据。

目前，现有的so3测量法多为离线测量法，无法实现在线监测的功能。虽然市面上已有公司开发出so3在线监测设备，但是该设备的技术原理与中国国家标准或国际标准有出入，测量准确性有待商榷。因此，如何实现对燃煤烟气中so3浓度的准确在线测量是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种so3在线监测系统，能实现对燃煤烟气中的so3浓度的准确在线测量，为燃煤电厂及工业锅炉防治空预器堵塞、管道腐蚀、碱剂喷射量及so3超标排放问题提供指导依据。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种三氧化硫在线监测系统，包括采样系统、分析系统、冲洗系统和控制系统；

所述采样系统包括依次连接的加热烟枪、硫酸收集液和多个并联设置的采样冷凝管，以及依次连接的气体质量流量计和抽气泵；加热烟枪的输入端连接在烟道进行采样，采样冷凝管的出口端连接气体质量流量计的进口端；采样冷凝管的进口端和出口端分别设置切换电磁阀组；

所述的冲洗系统连接在采样冷凝管的进口端，采样冷凝管的出口端设置砂芯板；

所述的分析系统包括依次连接的显色床、显色液储液器、第一蠕动泵和紫外分光光度计；显色床的进口端连接硫酸收集液的出口端；

所述的控制系统的输出端通过信号传输接口分别连接冲洗系统、抽气泵、切换电磁阀组、第一蠕动泵和紫外分光光度计，以及用于控制各连接管路通断的电磁阀。

优选的，加热烟枪内设置有热电偶，加热烟枪的末端经过滤器与采样冷凝管相连。

优选的，所述的冲洗系统包括依次连接的冲洗液储罐和第二蠕动泵，第二蠕动泵采样冷凝管的进口端；所述的控制系统的输出端通过信号传输接口分别连接第二蠕动泵。

进一步的，第二蠕动泵的出口端经储液器连接采样冷凝管的进口端。

优选的，设置有两个采样冷凝管，采样冷凝管的进口端和出口端设置的切换电磁阀组，用于在控制系统的控制下使两个采样冷凝管的冷凝和冲洗互锁。

优选的，所述的采样冷凝管内设置有热电偶。

优选的，所述紫外分光光度计的输出端设置废液瓶。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型使用加热烟枪进行烟气取样并保温或加热后，通过抽气泵使得烟气中的三氧化硫在采样冷凝管中冷凝并由离心力分离后形成硫酸，未被捕集的少量硫酸酸雾、气溶胶在经过采样冷凝管尾部的砂芯板时，能进一步吸收硫酸酸雾及气溶胶而且能过滤杂质，通过冲洗系统实时地用冲洗液采集完成的采样冷凝管内的硫酸，冷凝后的气相通过气泵抽出并由气体质量流量计采集抽取的气体量；实时保证有一个采样冷凝管工作，工作完立即冲洗；采集完成的采样冷凝管中的硫酸冲洗液经过显色床进行显色反应生成紫色溶液，第一蠕动泵将紫色溶液注入紫外分光光度计进行测试，测试数据在控制系统中进行显示；从而可以对烟气中的so3浓度进行在线监测，实时反映排放烟气中的so3浓度。

进一步的，通过第一蠕动泵实时地将冲洗液储罐中的冲洗液，按量存储在储液器中，然后将在采样冷凝管内的取样烟气进行定量冲洗。

附图说明

图1为本实用新型实例中所述的结构示意图。

图中：1-热电偶，2-加热烟枪，3-过滤器，41-第一蠕动泵，42-第二蠕动泵，5-冲洗液储罐，6-储液器，7-采样冷凝管，8-硫酸收集器，9-显色床，10-显色液储液器，11-气泵，12-气体质量流量计，13-紫外分光光度计，14-废液瓶，15-控制系统，16-信号传输接口。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，需要说明的是，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

本实用新型的采样系统是基于三氧化硫控制冷凝采样国标的采样原理而来，并设置至少两路采样冷凝管，一路开启采样，另一路关闭，待一路采样完成后立刻关闭采样，开启冲洗系统冲洗刚采集样品的采样冷凝管，同时开启另一路采样冷凝管继续采样，实现实时采样和监测。

本实用新型的硫酸根离子分析系统的技术原理是基于硫酸根离子紫外分析原理，并设置显色床、显色液储液器、蠕动泵和紫外分光光度计，待采样系统收集的溶液经过显色床进行显色反应，生成显色液，随后用紫外分光光度计对显色液进行测量。测量原理为硫酸根离子紫外测量原理。

本实用新型将硫酸根离子分析系统测量的数据传输到控制系统，控制系统进行数据换算并显示测量浓度。具体的，通过分析系统测得的吸光度a，通过硫酸-氯冉酸钡标准曲线换算成硫酸冲洗液中的硫酸根离子浓度，并将此测得的硫酸根离子浓度传入控制系统内，结合采集的气体体积和第二蠕动泵42控制的冲洗液体积，换算成烟气中的so3浓度，并将此so3浓度在控制系统13中进行显示。

本实用新型的一种三氧化硫在线监测系统，具体如下，

如图1所示，一种三氧化硫在线监测系统包括采样系统、分析系统和控制系统15，采样系统包含加热烟枪2、采样冷凝管7、抽气泵11、气体质量流量计12、硫酸收集器8和冲洗系统，冲洗系统由冲洗液储罐5、蠕动泵4和储液器6组成；分析系统包含显色床9、显色液储液器10、蠕动泵4、紫外分光光度计13和废液瓶14。

在实际应用中，开启抽气泵11和一根采样冷凝管7，另一根采样冷凝管7处于关闭状态，抽气泵11经加热烟枪2抽取烟气，在离心力的作用下，三氧化硫冷凝后的硫酸被甩至采样冷凝管7的管壁上，待采样结束后，关闭该采样冷凝管7，开启冲洗系统冲洗采集样品的采样冷凝管7，并同时开启另一根采样冷凝管7进行连续采样，冲洗后的硫酸冲洗液收集于硫酸收集器8中，收集的硫酸冲洗液经过显色床9进行显色反应生成紫色溶液，将生成的紫色溶液储存于显色液储液器10中，随后蠕动泵4将紫色溶液注入紫外分光光度计13进行测试，测试数据在控制系统15中进行显示，测试完的液体排入废液瓶14中。

其中，冲洗液是去离子水和异丙醇水溶液中的任一种，在线分析系统出数时间为0.4～20min内可调。其中，过滤器3用于过滤烟气中的粉尘；加热烟枪2中设置的热电偶1用于对其反馈加热烟枪2内的温度，使其将温度控制在260-300℃；采样冷凝管7中的热电偶1用于反馈采样冷凝管7中的温度，使其将温度控制在三氧化硫的冷凝温度及以下。

本实用新型一种三氧化硫在线监测系统，能自动采集烟气中的三氧化硫及硫酸酸雾，将三氧化硫和硫酸酸雾转移到硫酸收集液中，并将硫酸收集液连续送往分析系统中进行分析，最终通过控制系统进行信号转换处理并显示测量数值，能准确测量的三氧化硫浓度范围能够满足燃煤烟气中的so3浓度0.5～250mg/m³的范围。