本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置及检测方法。
背景技术：
煤气种类较多，其中炼焦煤焦化后产生的焦炉煤气成分较为复杂。就其中硫化物而言，有h2s、so2、cos、cs2、噻吩以及其它未知成分。
目前对焦炉煤气中硫含量的检测方法主要通过直接检测煤气中h2s含量反映，主要检测方法有碘量法、亚甲基兰法、醋酸铅速测法、气相色谱法等。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：以上方法主要缺点是①非在线检测，检验周期较长，对工业化生产指导意义不大；②对样品取制样技术要求较高，样品代表性难以保证；③仅能反映h2s等已知硫含量，不能反映煤气中全硫含量。以上方法在实用性、准确性、代表性等方面均存在缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种旨在准确、实时地指导煤气脱硫工艺生产，指导燃料生产控制的燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置及检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置及检测方法，具有：
燃烧反应炉、在线煤气烟气监测系统和数据采集处理系统；
所述燃烧反应炉具有：
炉体；
燃烧系统，其包括空煤气烧嘴、煤气管和煤气总管，所述空煤气烧嘴设置在所述炉体的炉膛内；所述煤气管第一端与所述空煤气烧嘴连接，煤气管第二端与所述煤气总管连接；
空煤气供风系统，其包括空气管和空气总管，所述空气管第一端与所述空煤气烧嘴连接，空气管第二端与所述空气总管的第一端连接；
排烟系统，其包括烟气总管，所述烟气总管和烟囱，所述烟气总管第一端与所述炉体的炉膛连通，烟气总管第二端与所述烟囱连接；
所述在线煤气烟气监测系统包括气体取样枪、取气管、烟气分析仪和煤气分析仪；所述煤气总管内设有气体取样枪，煤气总管内的气体取样枪通过取气管与所述煤气分析仪连接；所述烟气总管内也设有气体取样枪，烟气总管内的气体取样枪通过取气管与所述烟气分析仪连接；
所述数据采集处理系统包括控制器，所述控制器通过电路与所述烟气分析仪和煤气分析仪连接。
所述空气总管的第二端设有鼓风机，所述鼓风机入口附近设有湿度仪，所述湿度仪通过电路与数据采集处理系统连接。
炉膛温度控制在800～1300℃且燃烧处于过氧化状态，燃烧反应炉仅设置一个排烟通道，炉膛压力应控制在微负压状态—0～-20pa。
所述煤气分析仪能够检测煤气中的o2、co、h2、ch4、co2、cmhn；其中o2采用电化学或热磁原理，co、ch4、co2、cmhn采用红外原理，h2采用热导原理；煤气的取气管上设有蒸汽反吹扫系统，所述蒸汽反吹扫系统包括蒸汽反吹阀和吹扫蒸汽管，蒸汽温度在120～180℃，压力不低于0.2mpa。
烟气分析仪能够检测排放烟气中的so2、o2、co、co2，其中o2采用电化学或热磁原理，so2采用紫外或红外原理，co、co2采用红外原理，烟气的取样管外套有绝热电加热保温管，加热温度控制在120～180℃。
所述煤气总管内还设有煤气温度计，所述煤气温度计通过电路与数据采集处理系统连接。
一种上述述的燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置的检测方法，
由煤气总管来的煤气经过煤气支管送入烧嘴，由鼓风机、空气总管来的空气经过空气支管送入烧嘴，空气、煤气在烧嘴处混合后送入燃烧反应炉燃烧，产生的烟气经过烟气总管送入烟囱外排；
在煤气总管上插入气体取样枪、后联接煤气取气管、煤气分析仪；在烟气总管上插入气体取样枪、后联接烟气取气管、烟气分析仪；煤气分析仪与烟气分析仪通过数据线与数据采集处理系统相联；吹扫蒸汽管通过蒸汽反吹阀与煤气分析仪入口处、煤气取气管相联；
在煤气总管上插入煤气温度计，煤气温度计通过数据线与数据采集处理系统相联；
在鼓风机入口附近布置湿度仪，湿度仪通过数据线与数据采集处理系统相联；
依据煤气分析仪检测出的干煤气成分—o2、co、h2、ch4、co2、cmhn，依据烟气分析仪检测出的干烟气成分—so2、o2、co、co2，加入煤气水分、空气湿度等参数，计算出实际烟气量、烟气中硫排放浓度，经过反推计算煤气中全硫含量。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，准确、实时地指导煤气脱硫工艺生产，指导燃料生产控制。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、燃烧反应炉，2、烧嘴，3、煤气管，4、空气管，5、煤气总管，6、空气总管，7、烟气总管，8、烟囱，9、烟气取样管，10、煤气取样管，11、烟气分析仪，12、煤气分析仪，13、数据采集处理系统，14、气体取样枪，15、鼓风机，16、湿度仪，17、煤气温度计，18、蒸汽反吹阀，19、吹扫蒸汽管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，在一个燃烧反应炉内对煤气中可燃成分(包括h2s、so2、cos、cs2、噻吩等硫化物)进行完全燃烧氧化处理，使得煤气中硫化物仅以so2形式随烟气外排。依据在线检测得出的燃料煤气成分((o2、co、h2、ch4、co2、cmhn等)及排放烟气成分(so2、o2、co、co2)数据，通过相关燃烧及物料平衡理论模型计算，得出煤气中全硫含量，实现在线、准确、实时的检测目的。
主要由燃烧反应炉，在线煤气、烟气监测系统、数据采集处理系统等组成。
燃烧反应炉主要由炉体、空煤气供风系统、燃烧系统(炉膛内布置有若干空煤气烧嘴)、排烟系统等组成。主要目的是保证煤气中h2s、so2、cos、cs2、噻吩等硫化物在其中充分燃烧氧化，完全生成so2。①为保证氧化完全，炉膛温度应该控制在800～1300℃且燃烧处于过氧化状态(烟气中含氧量在3％～8％，无可燃成分)；②为保证烟气成分的均匀性及代表性，燃烧反应炉仅设置一个排烟通道，炉膛压力应控制在微负压状态(约0～-20pa)。
在线煤气、烟气监测系统主要由在线煤气检测系统、在线烟气检测系统、在线煤气含水量及空气含湿量检测系统组成。
在线煤气检测系统主要目的是在线检测燃烧用干煤气中o2、co、h2、ch4、co2、cmhn等成分，①其中o2采用电化学或热磁原理，co、ch4、co2、cmhn采用红外原理，h2采用热导原理；②为防止煤气中焦油及萘等杂质堵塞取样管及安全考虑；取样系统配备有蒸汽反吹扫系统，蒸汽温度在120～180℃，压力不低于0.2mpa；③分析仪前应设置气体处理装置，实现煤气洗涤(用水)、过滤干燥(用活性炭)、冷却脱水(冷却温度控制在5℃以内)、精除尘等目的。
在线烟气检测系统主要目的是在线检测排放干烟气中so2、o2、co、co2等成分，①其中o2采用电化学或热磁原理，so2采用紫外或红外原理，co、co2红外原理；②为防止so2在在线取样过程中出现被冷凝水吸附、结果偏低现象，取样管外套有绝热电加热保温管，加热温度控制在120～180℃；③分析仪前应设置气体处理装置，实现过滤、冷却脱水(冷却温度控制在5℃以内)、精除尘等目的。
在线煤气含水量及空气含湿量检测系统主要目的是在线检测煤气中水分及助燃空气湿度等。煤气中水分的测量原理是通过测量煤气温度，以煤气含水量为饱和状态计算得出；助燃空气湿度的测量原理是湿度计法，通过检测空气中干、湿球温度计算得出。
数据采集处理系统主要目的是实时采集在线煤气、烟气监测系统传来的数据，通过相关燃烧及物料平衡理论模型计算，实时得出煤气中全硫含量。
组成和功能如下：
由煤气总管来的煤气经过煤气支管送入烧嘴，由鼓风机、空气总管来的空气经过空气支管送入烧嘴，空气、煤气在烧嘴处混合后送入燃烧反应炉燃烧，产生的烟气经过烟气总管送入烟囱外排。
在煤气总管上插入气体取样枪、后联接煤气取气管、煤气分析仪；在烟气总管上插入气体取样枪、后联接烟气取气管、烟气分析仪；煤气分析仪与烟气分析仪通过数据线与数据采集处理系统相联。吹扫蒸汽管通过蒸汽反吹阀与煤气分析仪入口处、煤气取气管相联。
在煤气总管上插入煤气温度计，煤气温度计通过数据线与数据采集处理系统相联。
在鼓风机入口附近布置湿度仪，湿度仪通过数据线与数据采集处理系统相联。
检测方法：依据煤气分析仪检测出的干煤气成分(o2、co、h2、ch4、co2、cmhn等)，依据烟气分析仪检测出的干烟气成分(so2、o2、co、co2)，加入煤气水分、空气湿度等参数，计算出实际烟气量、烟气中硫排放浓度，经过反推计算煤气中全硫含量。
举例说明：
⑴检测数据采集
煤气成分：
煤气含水量h2os：煤气温度计显示煤气温度为45℃，该温度饱和状态下煤气含水体积百分数为9.45％。
干空气的含水量gk：为28.46g/nm3，以湿度仪显示干球35.8℃、湿球26.1℃时计算得出。
烟气成分：
⑵相关燃烧物质平衡计算模型
理论干空气量l0g＝0.0238(h2s+cos)+0.0952*ch4s+0.0476*3*cmhns-0.0476*o2s
理论烟气量v0＝0.01(cos+3ch4s+3cmhns+co2s+h2s+n2s+h2os)+0.79*l0g
空气系数a＝21/(21-79(o2`/(n2`-n2s*co2`/(co2s+cos+ch4s+2cmhns)))
实际湿烟气量vns＝v0+(a(1+0.00124gk)-1)l0g
gk：为干空气的含水量，28.46g/nm3。
湿烟气含水量h2o`s＝0.01((2ch4s+h2s+cmhns+h2os)+0.00124*gk*a*l0g)/vns*100
代入计算得出
实际湿烟气量vns＝4.433，即每nm3湿煤气实际产生4.433nm3湿烟气。
⑶煤气中全硫含量计算：
以湿烟气中so2`s为335ppm折算，湿烟气中全硫含量为479mg/nm3。
以1nm3湿煤气产生4.433nm3湿烟气计算，湿煤气中全硫含量为2122mg/nm3，以h2s折算，为1485ppm。
采用上述的方案后，准确、实时地指导煤气脱硫工艺生产，指导燃料生产控制。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。