一种烟气中SO3快速采样装置的制作方法

专利2022-05-10  1


一种烟气中so3快速采样装置
技术领域
1.本发明涉及大气污染物治理技术领域,特别涉及一种烟气中so3快速采样装置。


背景技术:

2.燃料中的含硫物质在燃烧过程中会形成大量的so2,so2在高温或催化条件下会部分转化为so3。燃料燃烧过程中形成的so3浓度虽然较低,但会对环境和锅炉设备产生严重危害。
3.so3与空气中的水蒸气结合形成硫酸酸雨,对生态环境的酸碱平衡造成破坏,也会对建筑物和钢铁造成破坏。此外,so3和空气中水蒸气结合会形成气溶胶,在特定的温度、压力和湿度下会形成雾霾。再有,当前锅炉烟气脱硝的主流方法是选择性催化还原法,逃逸的氨会和so3反应生成硫酸氢氨,造成脱硝催化剂低温中毒;硫酸氢氨还会在锅炉的尾部换热面凝结,造成换热面堵塞,影响锅炉的热效率和运行安全。因此,需要对so3污染进行治理。
4.治理so3污染的首要工作是对其浓度进行准确采样测量。但so3在烟气中的含量很低,性质不稳定,测量结果一致性较差,因此,对于烟气中的so3的采集和测量难度较大。现有的so3采样测量方法操作繁琐,工作效率低,测量精度低。


技术实现要素:

5.为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种烟气中so3快速采样装置,该装置结构紧凑,操作方便,可以快速多次对烟气中so3进行采样分析,且测量精度较高。
6.为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
7.一种烟气中so3快速采样装置,包括采样外壳以及位于该采样外壳中的烟气分配单元和冷凝采样单元;
8.该采样外壳中设有水平隔板,该水平隔板将采样外壳的内部分隔成位于上部的烟气分配区和位于下部的冷凝区,所述烟气分配单元位于烟气分配区中,所述冷凝采样单元位于冷凝区中;
9.所述烟气分配单元包括采样进气管和多个采样支管,采样进气管向上伸出于所述采样外壳,待测烟气经过该采样进气管进入烟气分配单元;采样进气管的底端分别与多个采样支管一一连通;经过采样进气管后的烟气被分流进入采样支管;采样支管上设有伴热装置;
10.所述冷凝采样单元包括多个采样桶,每个采样桶内分别设有一螺旋采样管,每个螺旋采样管分别对应连接烟气分配单元中的一个采样支管;该采样桶还连接有冷凝水管,冷凝水管向上穿过采样外壳的烟气分配区;每个螺栓采样管还分别对应连接有一淋洗管;采样桶的底部设有冷凝水出口。
11.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述采样支管的数量为四个,对应的采样桶、冷凝水管、螺旋采样管、洗涤管的数量均为四个。
12.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述采样外壳的冷凝区中还设有垂直隔
板,以对冷凝区中的采样桶进行间隔。
13.作为本发明上述技术方案的进一步改进,每个采样支管上分别安装有切换阀。
14.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述水平隔板的表面和垂直隔板的表面均设有保温隔热层。
15.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述采样外壳的顶部设有可拆卸的盖板,采样外壳的底部设有底板。
16.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述采样进气管的管壁上设有加热件,加热件外设有保温套。
17.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述采样支管上的伴热装置为加热丝。
18.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述淋洗管的管口上设有橡胶帽。
19.作为本发明上述技术方案的进一步改进,所述淋洗管中通入异丙醇溶液。
20.本发明的有益效果:
21.本发明将烟气分配单元和冷凝采样单元集成于一套装置中,集成化程度较高,结构紧凑,占用空间小,且内部结构被采样外壳保护,便于转移和运输。
22.本发明中的烟气分配单元设置于采样外壳的烟气分配区中,冷凝采样单元设置于采样外壳的冷凝区中;烟气分配单元中的采样支管上设有伴热装置,可以保证烟气在采样支管中的较高温度,防止so3在烟气分配单元中凝结;冷凝采样单元通过冷凝水管向采样桶中通入冷凝水,对螺旋采样管中的烟气中的so3进行冷凝,然后通过淋洗管向螺栓采样管中通入异丙醇溶液进行冲洗,并收集so3液滴颗粒,用于后续的so3浓度测试和分析;
23.本发明操作方便,可以在短时间内采集大量样品,节约采样时间,提高工作效率,且保证了数据的及时性和真实性;
24.本发明设有多个采样支管和多个螺旋采样管,可以根据现场需要通过切换阀控制多路同时采样或单路依次采样,以满足不同工况的使用要求。
附图说明
25.图1为本发明的烟气中so3快速采样装置的结构示意图。
26.图2为本发明的烟气中so3快速采样装置的内部结构示意图。
27.图3为本发明的烟气中so3快速采样装置的局部结构示意图。
28.图4为本发明的烟气中so3快速采样装置的主视图。
29.图5为本发明的烟气中so3快速采样装置的仰视图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
31.如图1至图5所示的一种烟气中so3快速采样装置的较佳实施例;该烟气中so3快速采样装置包括采样外壳1以及位于该采样外壳1中的烟气分配单元和冷凝采样单元;采样外壳1为不锈钢板、铝板或铁板等金属材质,通过焊接或钣金加工成型,其顶部设有可拆卸的盖板101,底部设有底板102。
32.该采样外壳1中设有水平隔板2,水平隔板2为不锈钢、铝合金等金属材质,且其表
面设有保温隔热层;该水平隔板2将采样外壳1的内部分隔成位于上部的烟气分配区和位于下部的冷凝区,所述烟气分配单元位于烟气分配区中,冷凝采样单元位于冷凝区中。
33.在本实施例中,烟气分配单元包括采样进气管3和4个采样支管4,采样进气管3向上伸出于所述采样外壳1,待测烟气经过该采样进气管3进入烟气分配单元;采样进气管3的底端与该4个采样支管4一一连通;经过采样进气管3后的烟气被分流进入采样支管4;采样支管4和采样进气管3均为玻璃、聚四氟乙烯或橡胶材质;采样进气管3上设有加热件5,加热件5外套设有保温套6;采样支管4上设有伴热装置7;在本实施例中,加热件5和伴热装置7均为加热丝;加热件5和伴热装置7可以对进入烟气分配单元中的烟气进行加热,以将烟气中的温度维持在130
±
10℃,防止so3在烟气分配单元中凝结。每个采样支管4上分别安装有切换阀8,每个切换阀8上设有切换手柄9;切换手柄9用于控制切换阀的开闭,以调节采样逻辑,实现单路多次采样、多路同时采样、多路多次采样。此外,切换阀可以为开关、闸阀、球阀、截止阀等,除了手动调节外,还可以设置为电动调节。
34.冷凝采样单元包括4个采样桶10,每个采样桶10内分别设有一螺旋采样管11,每个螺旋采样管11分别对应连接烟气分配单元中的一个采样支管4;螺旋采样管11为玻璃材质,圈径为30~150mm,圈距为10~60mm,高度为150~2400mm,通流截面管径为3~8mm。采样外壳1的冷凝区中还设有两块垂直隔板12,以对冷凝区中的4个采样桶10进行间隔;垂直隔板12为不锈钢、铝合金等金属材质,且其表面设有保温隔热层,用于对玻璃材质的螺旋采样管进行保温和保护。每个采样桶10还连接有冷凝水管13,冷凝水管13向上穿过采样外壳1的烟气分配区,并伸出于采样外壳1顶部的盖板101;冷凝水管13外接循环水泵,循环水泵连接外部的冷凝装置;进入冷凝水管中的冷凝水的温度控制在50~90℃;采样桶10的底部设有冷凝水出口管14,冷凝水出口管14的端口为冷凝水出口;每个螺旋采样管11还分别对应连接有一淋洗管15;该淋洗管15实际为三通管,用于连接采样支管4和螺旋采样管11;淋洗管15的外管口上设有橡胶帽17;打开橡胶帽17,通过淋洗管15注入体积浓度为80%的异丙醇溶液对螺旋采样管11进行洗涤,洗涤液由采样瓶进行收集,然后用压缩空气吹扫螺旋采样管11,吹扫出的洗涤液也装入采样瓶中。每个螺旋采样管11的底端连接有一个伸出于采样外壳1的底板102的出气管16,该出气管16外接计量泵,以提供烟气流动动力,保证烟气顺利流动,并计量采样烟气体积。
35.工作时,打开各个切换阀8,烟气经过采样进气管3进入烟气分配单元中,经过采样支管4,被分成四路烟气,每路烟气经过切换阀8后进入螺旋采样管11中;在采样支管中,烟气被伴热装置加热至130℃;冷凝水经过冷凝水管13注入采样桶10中;冷凝水对螺旋采样管11中的烟气中的so3进行降温冷凝;烟气中的气态so3在螺旋采样管11中冷凝成硫酸雾滴,在惯性作用下撞击到螺旋采样管11的管壁上。经过螺旋采样管11后的烟气经由出气管16流出;冷凝水经由冷凝水出口管14流出,回到冷凝装置,经冷却后进行循环。冷凝工作结束后,关闭切换阀8,切断烟气流动,通过淋洗管15向螺旋采样管11中注入体积浓度为80%的异丙醇溶液,对螺旋采样管11中的so3液滴颗粒进行清洗,洗涤液由采样瓶进行收集,然后用压缩空气对螺旋采样管11进行吹扫,吹扫出的洗涤液也装入采样瓶中,完成对烟气中的so3的采样工作。
36.以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技
术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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