烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统及方法

摘要

本发明提供一种烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统及方法，设计合理，结构简单，检测方便，结果可靠。所述系统包括加热炉，穿过加热炉设置的蒸发管，设置在蒸发管内的毛细管，以及设置在蒸发管输入端的稀硫酸瓶和模拟烟气气瓶；所述的蒸发管的中部设置有圆形缓冲装置；所述的稀硫酸瓶经泵连接毛细管的输入端，毛细管另一端经蒸发管输入端伸入圆形缓冲装置入口处；所述的模拟烟气气瓶上设置有烟气流量控制阀；所述的加热炉采用三段控温加热炉，从入口到出口依次设置有用于稀硫酸预加热的第一段控温区、用于稀硫酸完全蒸发的第二段控温区和用于SO3/H2SO4蒸汽的保温第三段控温区；所述圆形缓冲装置位于第二段控温区。

说明书

技术领域

本发明涉及评判烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量方法，具体为一种烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统及方法。

背景技术

燃煤机组烟气中的SO

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统及方法，设计合理，结构简单，检测方便，结果可靠。

本发明是通过以下技术方案来实现：

烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统，包括加热炉，穿过加热炉设置的蒸发管，设置在蒸发管内的毛细管，以及设置在蒸发管输入端的稀硫酸瓶和模拟烟气气瓶；

所述的蒸发管的中部设置有圆形缓冲装置；

所述的稀硫酸瓶经泵连接毛细管的输入端，毛细管另一端经蒸发管输入端伸入圆形缓冲装置入口处；

所述的模拟烟气气瓶上设置有烟气流量控制阀；

所述的加热炉采用三段控温加热炉，从入口到出口依次设置有用于稀硫酸预加热的第一段控温区、用于稀硫酸完全蒸发的第二段控温区和用于SO

优选的，所述的圆形缓冲装置置于第二段控温区内靠近进气端的1/3-1/2处。

优选的，所述的毛细管采用石英材质制成，管径为0.5-1.5mm，输入端与泵的输出端密封连接。

优选的，所述的蒸发管采用管径为4-6mm石英管，伸出加热炉的出口端设置有保温装置。

优选的，所述圆形缓冲装置内和位于圆形缓冲装置后的蒸发管内设置有扰流混匀装置。

进一步，所述扰流混匀装置包括，顺烟气流向依次交错布置在圆形缓冲装置入口和蒸发管管道内侧壁上的扰流板，以及设置在圆形缓冲装置中的第一导流板和第二导流板；

第一导流板和第二导流板沿烟气流向依次设置在对应的圆形缓冲装置中，第一导流板呈椭圆设置，长轴两端与圆形缓冲装置内壁固定，短轴两端与圆形缓冲装置内壁呈间隙设置；第二导流板呈圆环，边缘与圆形缓冲装置内壁密封连接。

优选的，所述的泵采用高精密微量输送泵，其注射复现精度不低于±0.05％，稳定精度不低于±0.5％。

优选的，所述的模拟烟气气瓶包括若干并联的气体气瓶；所述的气体气瓶内分别存储有N

烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测方法，基于上述任意一项所述的系统，包括：

步骤1，根据SO

根据模拟烟气的设定给入量，通过烟气流量控制阀控制模拟烟气气瓶的模拟烟气给入量；

通过下述公式计算出配制的模拟烟气中SO

式中：C(SO

步骤2，将SO

步骤3，基准浓度的SO

步骤4，根据SO

优选的，所述加热炉的温度稳定在250℃以上，第一段控温区的目标设定温度为250-300℃用于稀硫酸的预加热蒸发，第二段控温区的目标设定温度为300-500℃用于硫酸溶液的继续加热完全蒸发产生SO

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明系统根据需要配置相应浓度的稀硫酸，并通过泵来精准控制稀硫酸的注射速率及注射量来调节需要产生的SO

进一步，本发明系统通过将圆形缓冲装置置于第二段控温区内靠近进气端的1/3-1/2处，能有效保证稀硫酸的蒸发效果，进一步提高测量的准确性。

进一步，本发明系统通过将石英材质制成的毛细管与稀硫酸输送管道密封连接，确保整个注射过程的密封性和安全性，同时毛细管另一端一直伸入到加热炉第二段控温区域的蒸发管内，有利于稀硫酸的完全蒸发。

进一步，本发明系统在蒸发管出口端设有保温装置，用于确保出蒸发管内的模拟混合烟气不发生冷凝，避免整套系统配制的模拟烟气在进入SO

进一步，本发明系统采用在圆形缓冲装置内和位于圆形缓冲装置后的蒸发管内分别设置扰流混匀装置的方式，将蒸发产生的SO

进一步，本发明系统通过设置H

本发明方法将蒸发管的出口端连接在各类离线测量设备或者在线测量设备等SO

进一步，本发明方法采用的加热炉第一段控温区的温度范围为250-300℃，有利于稀硫酸的预加热蒸发；采用的第二段控温区的温度范围为300-500℃，有利于硫酸溶液的继续加热完全蒸发产生SO

进一步，本发明方法中采用的保温装置的温控范围为200-450℃，能将SO

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图。

图2为本发明中圆形缓冲装置和扰流混匀装置的结构示意图。

图中：稀硫酸瓶1、泵2、模拟烟气气瓶3、毛细管4、蒸发管5、加热炉6、保温装置7、SO

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测系统，如图1所示，包括稀硫酸瓶1、泵2、毛细管4、蒸发管5、加热炉6、实验室模拟烟气气瓶3以及SO

如图1所示，所述毛细管4插入到蒸发管5的圆形缓冲装置10的入口处，圆形缓冲装置10置于第二段控温区内靠近进气端的1/3-1/2处；

所述的泵2采用高精密微量输送泵，可以是蠕动泵、注射泵或任意可通过管道输送液体的泵，其复现精度、稳定精度分别不低于±0.05％、±0.5％；所述的稀硫酸的浓度根据具体的实验工况来配制，采用浓硫酸和去离子水混合配制；所述的毛细管4为石英材质的毛细管；所述的蒸发管5为定制石英管；所述的加热炉6为分段式精准控温加热炉，其内置有蒸发管5；所述的实验室模拟烟气气瓶3由若干个气瓶并联组成，所述的气体气瓶内分别存储有N

所述的蒸发管5的管径为4-6mm，其中部的圆形缓冲装置10内和圆形缓冲装置10以后的管道内均设有扰流混匀装置10。本优选实例中，扰流混匀装置10包括一切在蒸发管5内设置有助于气体混合，且在不明显增加系统阻力的装置，具体的如图2所示，顺烟气流向依次交错布置在圆形缓冲装置9入口和蒸发管5后部管道内侧壁上的扰流板，以及设置在圆形缓冲装置9中的第一导流板和第二导流板；如图2所示，两个圆形缓冲装置9串联设置，第一导流板和第二导流板沿烟气流向依次设置在对应的圆形缓冲装置9中，第一导流板呈椭圆设置，长轴两端与圆形缓冲装置9内壁固定，短轴两端与圆形缓冲装置9内壁呈间隙设置；第二导流板呈圆环，边缘与圆形缓冲装置9内壁密封连接；从而使的烟气能够在圆形缓冲装置9中充分缓冲和蒸发。

本优选实例中，所述的毛细管4伸出蒸发管5的一端与输送稀硫酸的管道进行无缝连接，且毛细管4管径为0.5-1.5mm。

本优选实例中，所述的加热炉6设有三段加热控温程序，从入口到出口依次设置有第一段控温区、第二段控温区和第三段控温区，三段可实现分别精准控温；毛细管4的末端位于加热炉6第二段控温区域内。

所述的SO

在实际应用中，具体包括如下步骤：

a.根据所需SO

b.毛细管4与稀硫酸瓶1的输送管道相连，泵2输送稀硫酸进入毛细管4，并进一步被输送到加热炉6的第二段控温区域，根据模拟烟气的设定给入量，控制烟气流量控制阀11调节模拟烟气给入量，计算出配制的模拟烟气中SO

待稀硫酸在蒸发管5内蒸发产生SO

上述两个测量结果对比评判后，得出被测SO

优选的，所述的步骤b中，所述稀硫酸瓶1与泵2相连，可通过调节泵2的输送速率及输送时间来调节需要产生的SO

所述的蒸发管5通过设置在尾部管道内的扰流混匀装置10将蒸发产生SO

本优选实例中，所述的加热炉6的温度保持在250℃以上，其中从入口到出口第一段控温区的目标设定温度为250-300℃用于硫酸溶液的预加热蒸发，第二段控温区的目标设定温度为300-500℃用于硫酸溶液的继续加热完全蒸发产生SO

基于上述所述的任意系统，本发明还提供一种烟气中三氧化硫及硫酸蒸汽测量准确性的检测方法，包括，

步骤1，根据SO

根据模拟烟气的设定给入量，通过烟气流量控制阀11控制模拟烟气气瓶3的模拟烟气给入量；

通过下述公式计算出配制的模拟烟气中SO

配制的模拟烟气中SO

步骤2，将SO

步骤3，基准浓度的SO

步骤4，根据SO

本优选实例中，所述加热炉6的温度稳定在250℃以上，第一段控温区的目标设定温度为250-300℃用于稀硫酸的预加热蒸发，第二段控温区的目标设定温度为300-500℃用于硫酸溶液的继续加热完全蒸发产生SO

本优选实例中，所述的蒸发管5伸出加热炉6的出口端还设置有保温装置7，保温装置7的温度范围为200-450℃。

H

实施例1

本实施例中采用的毛细管4管径为0.5mm，蒸发管5内径为10mm，其中圆形缓冲装置9的直径为30mm，加热炉6的第一段控温区温度为300℃，第二段控温区温度为350℃，第三段控温区温度为300℃；蒸发管5出口处保温装置7控制出口烟温为300℃，毛细管4插入到蒸发管5的圆形缓冲装置9最左侧。蒸发管5内布置了如图2所示的若干板组成的扰流混匀装置10。

在实际使用中，试验台模拟烟气的烟气流速为5L/min，配制稀硫酸浓度为0.97g/L；调节泵2的输送速度为0.27ml/min，输送时间为30min。

在上述条件下进行稀硫酸蒸发，配制的模拟烟气中SO

(0.97g/L×0.27ml/min)×1000/5L/min＝52.38mg/m

通过图1中所示的SO

实施例2

本实施例中采用的各个结构的参数如实施例1中所述。

在实际使用中，试验台模拟烟气的总气量为1.5L/min，配制稀硫酸浓度为0.97g/L。调节泵2的输送速度为0.10ml/min，输送时间为30min。

在上述条件下进行稀硫酸蒸发，配制的模拟烟气中SO

(0.97g/L×0.10ml/min)×1000/1.5L/min＝64.67mg/m

通过图1中所示的SO