一種氣態硫氧化物在線檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及一種硫氧化物在線檢測裝置，尤其涉及氣態硫氧化物的在線檢測裝置，更主要的是一種煙氣中硫氧化物在線測定裝置。

背景技術：

隨著大氣環保標準越來越嚴格，在將來極有可能對煙氣中硫氧化物進行管控。但是目前，只有比較準確的在線測定煙氣中二氧化硫的方法，并無準確在線測定硫氧化物的方法。測定硫氧化物的難點在于如何在不受二氧化硫干擾的情況下測定三氧化硫，本實用新型另辟蹊徑，提供了一種全新概念的硫氧化物在線檢測裝置，利用本實用新型提供的在線檢測裝置將煙氣中二氧化硫全部轉化為三氧化硫，并被溶液吸收，生成硫酸根離子濃度，通過測定硫酸根離子濃度，并配合煙氣在線分析儀中二氧化硫濃度，計算出煙氣中硫氧化物濃度。

申請號為201080047981.5的中國專利，提供了一種煙道氣的光學監測和控制，利用多個光學監測系統和其排放控制裝置的煙道氣中監測至少一種煙氣成分濃度的系統。監測裝置220，320包括至少一個光源221，其用于提供穿過取樣區域18的光束223，以產生指示取樣區域18中的各種成分的量的組合信號。組合信號可被前饋至排放控制裝置上，以便使它們為即將來臨的排放做準備。組合信號還可被饋送返回，以調整排放控制裝置。它們還可提供給控制單元230，以控制爐1的燃燒器的化學定量關系。這產生了一種減少所釋放的排放的量的更高效的系統。該專利提供的裝置僅能夠獲得各種成分的量的組合信號，以及各成分的平均濃度，即使煙氣中僅存在二氧化硫和三氧化硫也僅僅能夠評估出二氧化硫和三氧化硫的綜合水平，不能對于二氧化硫和三氧化硫各自的濃度進行監測。

申請號為201410401789.1的中國專利公開了一種三氧化硫采樣測試系統的校驗方法，包括以下步驟：1)準備含有二氧化硫和氧氣的混合氣體，為所述混合氣體提供反應場所和流通路徑；2)所述混合氣體反應生成含有三氧化硫的采樣氣體，并流向所述三氧化硫采樣測試系統；3)獲取所述混合氣體中的二氧化硫的體積百分數wSO₂反應前和所述采樣氣體中的二氧化硫的體積百分數wSO₂反應后；4)所述三氧化硫采樣測試系統對所述采樣氣體進行采樣測試，以獲得所述采樣氣體中三氧化硫的測試濃度CSO₃測試；5)計算得到所述采樣氣體中三氧化硫具有的理論濃度CSO₃理論以與CSO₃測試比較。該專利還公開了一種利用上述方法進行三氧化硫采樣測試系統的校驗裝置。但是該專利提供的方法及裝置不能通過二氧化硫和三氧化硫混合氣體的測試得到煙氣中二氧化硫和三氧化硫各自的精確含量。

相對于現有技術，本實用新型的有益效果在于：1)本實用新型提供了一種煙氣中硫氧化 物在線測定裝置，能夠分別檢測出煙氣中二氧化硫和三氧化硫的濃度。2)通過本實用新型提供的煙氣中硫氧化物在線測定裝置氣態的硫氧化物轉變成液態，減少了大氣污染，在監測氣體的同時完成了有害氣體的回收處理。3)本實用新型提供的煙氣中硫氧化物在線測定裝置增加了處理后氣體中是否含有殘留的氣態硫氧化物的檢測裝置，對硫氧化物反應罐中的反應進行監測，排除因反應不完全造成的檢測數據的不準確。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種氣態硫氧化物在線檢測裝置，包括取樣管道、硫氧化物反應罐、數儀據分析、煙氣分析儀和硫氧化物殘留檢測罐，取樣管道分別與硫氧化物反應罐和煙氣分析儀相通，硫氧化物殘留檢測罐與硫氧化物反應罐相連。

優選的是，硫氧化物反應罐(3)設置有進氣口、出氣口、進藥口和抽取口。所述進氣口與取樣管道連接，出氣口與硫氧化物殘留檢測灌連接。

上述任一方案中優選的是，硫氧化物反應罐設置有冰浴裝置。

上述任一方案中優選的是，硫氧化物反應罐下端設置有放液口。

上述任一方案中優選的是，硫氧化物反應罐內含有H₂O₂水溶液。

上述任一方案中優選的是，還包括控制器，控制器包括第一吸液管和第一出液管，所述第一吸液管連接于硫氧化物反應罐，所述第一吸液管出口位于硫氧化物反應罐內液面下部，所述第一吸液管與所述硫氧化物反應罐的抽取口連通，用于抽取硫氧化物反應罐內的液體。

上述任一方案中優選的是，控制器內設置有自動取樣裝置，通過第一吸液管自動抽取硫氧化物反應罐內的液體。

上述任一方案中優選的是，還包括H₂O₂儲備瓶。

上述任一方案中優選的是，控制器還包括液位控制裝置，所述液位控制裝置包括第二吸液管、第二出液管和液位計，所述第二吸液管與所述H₂O₂儲備瓶相連，所述第二出液管與硫氧化物反應罐相連，液位計位于硫氧化物反應罐內。所述第二出液管與所述硫氧化物反應罐的進藥口相通，所述液位計用于測量所述硫氧化物反應罐內的液面高度，所述控制器通過所述第二出液管向硫氧化物反應罐內補充H₂O₂儲備液。

上述任一方案中優選的是，還包括處理器，所述控制器第一出液管與所述處理器相連，所述控制器第一吸液管抽取硫氧化物反應罐中的液體，通過第一出液管到達所述處理器，所述處理器對所述液體進行硫酸根離子的檢測。

上述任一方案中優選的是，所述處理器為分光光度計。

上述任一方案中優選的是，所述處理器和煙氣分析儀分別與所述數據分析儀相連，所述數據分析儀可優選為數顯儀。

上述任一方案中優選的是，取樣管道包括三通，三通的三個開口端分別連接于煙氣管道、煙氣分析儀和硫氧化物反應罐。

上述任一方案中優選的是，取樣管道與硫氧化物反應罐之間設置有石英棉過濾網。

上述任一方案中優選的是，取樣管道上設置有伴熱裝置。

上述任一方案中優選的是，所述伴熱裝置溫度至少為200℃。

上述任一方案中優選的是，硫氧化物殘留檢測罐內含有BaCl₂水溶液。

上述任一方案中優選的是，還包括抽氣泵，抽氣泵與硫氧化物殘留檢測罐通過管道連接。

上述任一方案中優選的是，抽氣泵與硫氧化物殘留檢測罐間的連接管道上設置有流量計。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1本實用新型一種氣態硫氧化物在線檢測裝置實施例1的示意圖；

圖2本實用新型一種氣態硫氧化物在線檢測裝置實施例2的局部示意圖。

附圖標記：1，取樣管道；2，石英棉過濾網；3，硫氧化物反應罐；4，3％的H₂O₂水溶液；5，液位計；6，控制器；7，H₂O₂水溶液儲備瓶；8，分光光度計；9，SO₂煙氣分析儀；10，數顯儀；11，放液口；12，硫氧化物殘留檢測罐；13，流量計；14，抽氣泵。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1

如圖1所示為本申請的一種優選實施方式，包括取樣管道1、石英棉過濾網2、硫氧化物反應罐3、控制器6、分光光度計8、SO₂煙氣分析儀9、數顯儀10、硫氧化物殘留檢測罐12和抽氣泵14。

在本實施例中，取樣管道1的入氣口與煙道連接，用于收集煙氣。取樣管道1通過三通將出氣口分別與硫氧化物反應罐3的進氣口和SO₂煙氣分析儀9連接。取樣管道1通過伴熱裝置，伴熱至200℃。取樣管道1上與硫氧化物反應罐3連接的一端設置有加熱的石英棉過濾網2。伴熱的取樣管道1和加熱的石英棉過濾網2可以保證煙氣中的氣體不發生冷凝。

SO₂煙氣分析儀9與取樣管道1相連，用于檢測氣體中SO₂的水平。

硫氧化物反應罐3中含有3％的H₂O₂水溶液4，用以吸收煙氣中的SO₂和SO₃，反應式為SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄，SO₃+H₂O＝H₂SO₄，經過硫氧化物反應罐3后煙氣中的硫氧化物完全轉化為液態的硫酸根離子，存在于硫氧化物反應罐3內部的液體中。在本實施例中，硫氧化物反應罐3的底部設置有放液口11，并由可控開關控制，用于硫氧化物反應罐3內液體的排放。硫氧化物反應罐3內，H₂O₂水溶液4的液面下一定高度還設置有液位計5，用于監控硫氧化物反應罐3內液體的高度，當硫氧化物反應罐3內液體的高度降低時，液位計5將數據反饋給控制器6，控制器6對硫氧化物反應罐3內的H₂O₂水溶液4進行補充，維持H₂O₂水溶液4液面高度不變。同時為了控制硫氧化物反應罐3的反應溫度，硫氧化物反應罐3還設置有溫度控制裝置，優選為冰浴裝置，控制硫氧化物反應罐3內的反應溫度，并提高硫氧化物反應罐3的安全性。

控制器6分別與兩套管路系統相連接，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。所述第一吸液管連接于硫氧化物反應罐3的抽取口，所述第一吸液管出口位于硫氧化物反應罐3內H₂O₂水溶液4液面之下，所述第一出液管與分光光度計8相連接。控制器6設置有自動取樣裝置，通過第一吸液管和第一出液管定時將硫氧化物反應罐3內的液體送入分光光度計8進行硫酸根離子濃度檢測。本實施例的一種優選實施方式為，每隔60min吸取10ml硫氧化物反應罐3內的液體，送入分光光度計8進行硫酸根離子濃度檢測。

在本實施例中還包括H₂O₂水溶液儲備瓶7，本實施例優選的是在H₂O₂水溶液儲備瓶7中含有10％的H₂O₂水溶液作為儲備液。H₂O₂水溶液儲備瓶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應罐3液位計5共同構成了H₂O₂水溶液補充系統，所述第二吸液管與H₂O₂水溶液儲備瓶7相連，所述第二出液管與硫氧化物反應罐3的進藥口相連，并開口于硫氧化物反應罐3內。控制器6根據硫氧化物反應罐3內的液位計5收集的液面高度信息進行控制，啟動自動取樣裝置，自動將H₂O₂水溶液儲備瓶7內的10％的H₂O₂儲備液加入到 硫氧化物反應罐3中，并保持硫氧化物反應罐3內H₂O₂水溶液4液位不變。

在本實施例中還包括硫氧化物殘留檢測罐12，用于檢測硫氧化物反應罐3中硫氧化物氣體是否反應完全。在本實施例中優選的是BaCl₂水溶液。硫氧化物殘留檢測罐12與硫氧化物反應罐3通過管路連接，所述連接管的出氣口位于BaCl₂水溶液液面之下。同時硫氧化物殘留檢測罐12還設置有酸度計及pH調節系統，將硫氧化物殘留檢測罐12內BaCl₂水溶液的pH值控制在2.5至4的范圍內，以保證煙氣中的CO₂不會和BaCl2生成碳酸鋇沉淀干擾反應結果。本實施例中優選的是利用鹽酸調節BaCl₂水溶液的pH值。硫氧化物殘留檢測罐12的出氣端與抽氣泵14相連接，硫氧化物殘留檢測罐12與抽氣泵14之間設置有流量計13，用于監控氣體流量，計算反應體系中SO₂和SO₃的濃度和含量。

利用本實施例中的硫氧化物在線檢測裝置對煙氣中硫氧化物進行在線檢測的流程如下：

1、煙氣經過伴熱和過濾后，分兩股進入硫氧化物反應罐3和煙氣分析儀9；

2、煙氣中的SO₂和SO₃在硫氧化物反應罐3中與H₂O₂水溶液4反應生成硫酸根離子；

3、由于煙氣不斷通入起攪拌作用，因此硫氧化物反應罐3未設置攪拌器仍然可以使反應物均勻混合，確保反應有效進行；

4、煙氣從硫氧化物反應罐3中出來進入硫氧化物殘留檢測罐12，硫氧化物殘留檢測罐12中含有BaCl₂水溶液，用以檢測煙氣中的三氧化硫是否被完全吸收；

5、硫氧化物殘留檢測罐12中BaCl₂水溶液pH值用鹽酸調節成2.5～4，在該范圍內，煙氣中的CO₂不會和BaCl₂生成碳酸鋇沉淀干擾反應；

6、控制器6可以根據硫氧化物反應罐3內的液位計5自動加入H₂O₂儲備液，并保持硫氧化物反應罐3內液位不變；

7、控制器6內還設置有自動取樣裝置，每隔60min吸取10ml硫氧化物反應罐3內的液體，送入分光光度計8進行硫酸根離子濃度檢測；

8、SO₂濃度可以直接在煙氣分析儀9中測定；

9、分光光度計8和煙氣分析儀9數據直接傳到數顯儀10，數顯儀10經過處理計算，顯示煙氣中的硫氧化物濃度。

10、硫酸根離子完全存在于氧化物反應罐3內3％的H₂O₂水溶液中，反應式為SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄，SO₃+H₂O＝H₂SO₄，用該裝置測定SO₄^2-離子濃度后，假設SO₄^2-離子濃度為a mg/L，煙氣分析儀9測定的二氧化硫濃度為b mg/L，則煙氣中硫氧化物濃度為(a-0.5b)mg/L。

實施例2

在實施例2中，來自煙道的氣體由取樣管道1收集，取樣管道1分別與煙氣分析儀和圖 2所示的局部裝置連接。如圖2所示，伴熱至200℃的取樣管道1上設置有加熱的石棉網過濾器。加熱管道的出氣口端連接有硫氧化物反應罐3。本實施例中，設置有兩個串聯的硫氧化物反應罐3，硫氧化物反應罐3內含有3％的H₂O₂水溶液。同時為了保證反應溫度，硫氧化物反應罐3外部設置有冰浴裝置。硫氧化物反應罐3與硫氧化物殘留檢測罐12通過管道連接，硫氧化物殘留檢測罐12中含有BaCl₂水溶液。硫氧化物殘留檢測罐12與抽氣泵14通過管道連接，硫氧化物殘留檢測罐12與抽氣泵14之間設置有流量計13和干燥器15。本實施例通過圖2所示的局部裝置，對煙氣中硫氧化物氣體的濃度進行測定。取樣管道1另一端所連接的煙氣分析儀對SO₂的濃度進行測定。從而獲得煙氣中硫氧化物，SO₂和SO₃各自的含量及濃度。

以上僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。