本實用新型涉及燃煤煙氣成分的檢測裝置，特別涉及一種基于鹽吸收的檢測煙氣SO₃的煙氣反應裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

我國的能源結構以煤炭為主，煤燃燒過程中，其中的硫元素大部分以SO₂形式存在于煙氣中，小部分SO₂轉化為SO₃，一般情況下，在爐膛中大約有1-2％的SO₂被氧化成SO₃。此外，隨著火電廠大氣污染物排放新標準《GB-13223-2011》的頒布，煙氣SCR脫硝工藝在火電廠得到了廣泛應用。商用SCR催化劑會促進SO₂的氧化，提高了煙氣中SO₃的含量，目前燃煤SO₂污染控制已經達到超低排放的水平，SO₃的污染控制成為當前關注的焦點。

SO₃是一種危害嚴重的污染性氣體，其危害主要體現(xiàn)在以下三方面：(一)，當煙氣中的SO₃過含量超過10ppm時，就會對大氣環(huán)境造成嚴重污染，煙氣中的SO₃會與水蒸氣結合生成及其微小的硫酸霧滴，降低煙氣的透明度，導致“藍羽”現(xiàn)象的發(fā)生。(二)，煙氣中SO₃含量的增加會大幅度提高煙氣的酸露點，給鍋爐系統(tǒng)造成腐蝕現(xiàn)象。(三)，對于SCR脫硝工藝，SO₃還會與過量的NH₃反應生成硝酸銨和硝酸氫銨，堵塞催化劑表面的微孔，縮短催化劑的使用壽命，對SCR反應產生不良影響。SO₃的檢測是實現(xiàn)SO₃控制監(jiān)管的重要前提，因此需要高精度的SO₃檢測設備。

目前SO₃測量的方法分為取樣分析法和在線檢測法兩類。取樣分析法主要包括控制冷凝法、螺旋管法和異丙醇吸收法?？刂评淠ê吐菪芊ǘ际菍煔庠谝欢ǖ臏囟认逻M行冷凝，使煙氣中的SO₃在收集器中凝結，然后用去離子水沖洗收集器，通過檢測水中的硫酸根離子濃度，得到煙氣中SO₃的濃度；異丙醇吸收法則是通過異丙醇實現(xiàn)SO₃的吸收，最后溶于水檢測硫酸根離子的濃度。控制冷凝法、螺旋管法和異丙醇吸收法無法實現(xiàn)SO₃的高精度測量，而且煙氣取樣與過濾為高溫過程，而SO₃的冷凝和吸收均為低溫過程，因此存在從高溫到低溫的冷凝段，該過程中SO₃會在管壁沉積，而且低溫吸收過程中由于SO₃由氣態(tài)轉化為液滴或氣溶膠，導致吸收不完全，這些都對測量的精度產生不利的影響。

本領域中已經公開和發(fā)展了多種SO₃測試技術，申請?zhí)枮?01310376879.5的專利公開了一種煙氣中三氧化硫的在線檢測裝置及方法，裝置包括煙氣采集單元、氣液分離器、氣相檢測單元、第一溶液罐、液相檢測單元和數(shù)字控制單元。該實用新型實現(xiàn)了煙氣中SO₃的在線測量，對煙氣中的SO₃進行采樣，并分析出SO₃的含量。該方法用低溫冷凝實現(xiàn)SO₃的分離，然后用異丙醇或水吸收分離后的SO₃并與鋇鹽形成沉淀，最后通過分光光度計對液相進行檢測得到SO₃的含量，該方法采用低溫冷凝的采樣方法，采樣過程中SO₃的沉積和吸收不完全的問題，影響測量精度，且較復雜，不便于現(xiàn)場檢測。

專利201410125511.6公開了一種三氧化硫氣體濃度的檢測與控制方法：使用光源發(fā)出光束，使光束穿過反應腔體的一端到達另一端。通過測量光敏電阻的電阻值大小即可檢測反應腔體中三氧化硫氣體的濃度。該方法操作簡單，但受到煙氣中飛灰、水蒸氣以及其他組分的影響，難以準確測量SO₃的含量。

申請?zhí)枮?01510562239.2的實用新型提供了一種三氧化硫分析儀器及方法，通過采樣槍采集煙氣，然后與異丙醇溶液在洗氣瓶內混合，三氧化硫被吸收為硫酸根離子；將樣品液抽送至反應器，與氯冉酸鋇發(fā)生化學反應，生成硫酸鋇并釋放出等當量的氯冉酸根離子；利用分光光度計測量反應液中的氯冉酸根離子濃度，從而得到樣品液中的硫酸根離子濃度，計算出煙氣中的三氧化硫濃度。該方法仍然屬于異丙醇吸收法，儀器繁多，操作復雜，且無法避免低溫吸收帶來的缺點。

申請?zhí)?01520621768.0公開了一種便攜式三氧化硫化學吸收自動采樣裝置，包括取樣管、過濾器，化學吸收裝置、控制裝置。該方法采用吸收液對采樣煙氣中的SO₃進行吸收，由于低溫下SO₃為硫酸霧、硫酸液滴狀態(tài)，存在吸收不完全的問題，影響測量精度。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供了一種基于鹽吸收的檢測煙氣SO₃的煙氣反應裝置及系統(tǒng)，具有測量精度高、運行穩(wěn)定、操作簡單、不受人為因素的干擾等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種基于鹽吸收的檢測煙氣SO₃的煙氣反應裝置，包括煙氣采集部件、過濾部件、煙氣動力部件、溫控部件及鹽吸收部件，所述煙氣采集部件下游沿煙氣流動方向依次連接所述過濾部件及所述鹽吸收部件，所述煙氣動力部件使所述煙氣采集部件采集煙氣，且所述煙氣動力部件能夠為采集的煙氣輸送至鹽吸收部件提供動力，所述溫控部件控制采集后的煙氣的溫度、煙氣輸送至鹽吸收部件過程的溫度及鹽吸收部件的溫度均高于SO₃凝結溫度，所述鹽吸收部件內盛放能夠與SO₃反應生成比硫酸酸性弱的酸或可揮發(fā)性的酸的鹽；

所述煙氣采集部件、過濾部件及鹽吸收部件通過連接管連接，所述溫控部件控制連接管的溫度高于SO₃凝結溫度；

所述煙氣采集部件的進氣口直徑為2mm-16mm。

本實用新型的煙氣反應裝置能夠對煙氣中SO₃進行吸收固定，只需通過更換裝置中的鹽，便能夠吸收固定不同位置煙氣中的SO₃，且能夠根據(jù)實際情況靈活選擇檢測裝置及檢測方法，適用范圍廣。

優(yōu)選的，所述煙氣采集部件為能夠將煙道內煙氣輸送至本實用新型裝置中的管道部件，例如采樣頭、采樣管等。

優(yōu)選的，所述煙氣動力部件為能夠將煙道內煙氣內氣體吸入至本實用新型裝置的動力部件，例如可控制氣體流量的采樣泵、可控制氣體流量的抽氣泵等。

優(yōu)選的，所述溫控部件為根據(jù)檢測的溫度控制加熱裝置將溫度控制至設定溫度以上。

進一步優(yōu)選的，所述設定溫度為200℃。

進一步優(yōu)選的，所述設定溫度為260℃。

優(yōu)選的，所述過濾部件的濾芯采用的材料為燒結金屬、陶瓷、石英棉或纖維。

進一步優(yōu)選的，所述鹽吸收部件可拆卸地安裝在連接管內。

更進一步優(yōu)選的，所述鹽吸收部件為兩側為網(wǎng)狀結構的中空的筒狀裝置。

進一步優(yōu)選的，過濾部件安裝在煙氣采集部件和鹽吸收部件之間的連接管內。

優(yōu)選的，所述煙氣采集部件為碳鋼管、不銹鋼管、聚四氟乙烯管或氟膠管。

優(yōu)選的，所述煙氣動力部件安裝在鹽吸收部件之后。

一種基于鹽吸收的檢測煙氣SO₃的系統(tǒng)，包括上述煙氣反應裝置及硫酸鹽檢測組件，所述硫酸鹽檢測組件用于檢測所述煙氣反應裝置內盛放的鹽中的硫酸鹽的含量。

本實用新型的有益效果為：

1.本實用新型將煙氣加熱至SO₃凝結溫度之上，避免SO₃凝結，之后用鹽對SO₃進行吸收，避免了控制冷凝法和異丙醇吸收法中SO₃在管壁的凝結及吸收不完全導致測量不精確的弊端。

2.本實用新型具有精度高、人為操作誤差小的優(yōu)點，應用前景非常廣闊。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；

圖2為鹽吸收裝置的結構示意圖；

其中，1.采樣頭，2.連接管，3.加熱裝置，4.過濾裝置，5.鹽吸收裝置，6.溫控裝置，7.連接彎管，8.采樣泵，9.筒狀裝置，10.網(wǎng)狀結構，11.鉤子。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例1

如圖1所示，一種基于鹽吸收的檢測煙氣SO₃的煙氣反應裝置，包括采樣頭1、連接管2、加熱裝置3、過濾裝置4、鹽吸收裝置5、溫控裝置6和采樣泵8，采樣頭1連接在連接管2的一端，用于對煙氣進行等速采樣，加熱裝置3設置在連接管2外側，用于對煙氣進行加熱，過濾裝置4設置于連接管2的前部，用于去除煙氣中的飛灰，鹽吸收裝置5設置于連接管2的后部，用于吸收煙氣中的SO₃，溫控裝置6位于加熱裝置3的末端，用于對加熱溫度進行調整和控制，采樣泵8通過連接彎管7連接在連接管2的另一端，用于控制采樣流量。

采樣頭1直徑為7mm，煙氣流速為15m/s，采樣時間為13min。

連接管2為碳鋼管。

過濾裝置4為燒結金屬的濾芯。濾芯為多孔圓柱狀結構，濾芯恰好能與連接管2配合。

如圖2所示，鹽吸收裝置5為兩側為網(wǎng)狀結構10的中空的筒狀裝置9，筒狀裝置9的恰好能與連接管2配合，在鹽吸收裝置5的筒外壁上設有密封圈，且密封圈的外徑略大于連接管內徑，使鹽吸收裝置5恰好能夠安裝在連接管2內，同時保證鹽吸收裝置5與連接管2的無縫安裝，筒狀裝置9的一側網(wǎng)狀結構10上設有鉤子11，方便拆卸和安裝鹽吸收裝置5。

鹽吸收裝置5內的鹽為氯化鉀。

煙氣(模擬煙氣，模擬煙氣溫度為300℃，模擬煙氣中SO₃的含量為18.2ppm)通過采樣頭1進入連接管2，連接管2外布置加熱裝置3對煙氣加熱，使煙氣溫度高于240℃，隨后借助過濾裝置4去除煙氣中的飛灰，然后進入鹽吸收裝置5，在煙氣進入過濾裝置4及鹽吸收裝置5保持煙氣，煙氣中的SO₃與鹽發(fā)生反應實現(xiàn)SO₃的吸收；最后煙氣通過連接彎管7進入采樣泵8排出。吸收結束后，將鹽取出，溶于去離子水中，采用離子色譜法測量溶液中的硫酸根離子含量為1.7×10^-4mol，計算得煙氣中SO₃的含量為18ppm。

實施例2

本實施例與實施例1相同，不同之處在于：

采樣頭1直徑為12mm，煙氣流速為5m/s，采樣時間為10min。

連接管2為不銹鋼管。

過濾裝置4為陶瓷的濾芯。

鹽吸收裝置5內的鹽為氯化鈉。

連接管2外布置加熱裝置3對煙氣加熱，使煙氣溫度高于260℃。

采用SO₃含量為15.3ppm的模擬煙氣。

采用分光光度計法測量溶液中的硫酸根離子含量為1.1×10^-4mol，計算得煙氣中SO₃的含量為15ppm。

實施例3

本實施例與實施例1相同，不同之處在于：

采樣頭1直徑為9mm，煙氣流速為10m/s，采樣時間為9min。

連接管2為聚四氟乙烯管。

過濾裝置4為石英棉的濾芯。

鹽吸收裝置5內的鹽為碳酸鈉。

連接管2外布置加熱裝置3對煙氣加熱，使煙氣溫度高于300℃。

采用SO₃含量為65ppm的模擬煙氣。

采用比濁法測量溶液中的硫酸根離子含量為4.8×10^-4mol，計算得煙氣中SO₃的含量為64ppm。

實施例4

本實施例與實施例1相同，不同之處在于：

采樣頭1直徑為8mm，煙氣流速為12m/s，采樣時間為6min。

連接管2為氟膠管。

過濾裝置4為纖維的濾芯。

鹽吸收裝置5內的鹽為碳酸鉀。

連接管2外布置加熱裝置3對煙氣加熱至400℃。

采用SO₃含量為32.5ppm的模擬煙氣。

采用滴定法測量溶液中的硫酸根離子含量為1.5×10^-4mol，計算得煙氣中SO₃的含量為32ppm。

實施例5

本實施例與實施例2相同，不同之處在于：采樣頭直徑為11mm，煙氣流速為8m/s，采樣時間為1min。

鹽吸收裝置5內的鹽為氯化鋇。

采用SO₃含量為8.1ppm的模擬煙氣。

吸收結束后，將鹽取出，溶于去離子水中，將不溶于水的沉淀過濾干燥后，稱量硫酸鋇沉淀的質量為1.8mg，計算得煙氣中SO₃的含量為8ppm。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍內。