申请/专利权人：浙江大维高新技术股份有限公司

申请日：2018-11-30

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109387595B

主分类号：G01N30/96

分类号：G01N30/96

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.11.28#专利申请权的转移;2019.03.22#实质审查的生效;2019.02.26#公开

摘要：本发明提供一种连续监测SO3的浓度的装置及其方法，连续监测SO3的浓度的装置包括采集单元、SO2测试单元、SO3测试单元及分析单元。采集单元用于采集气体，SO2测试单元和采集单元相连通，测试单元用于测试气体中SO2的浓度，SO3测试单元包括多个吸收单元和硫酸根离子测试单元，吸收单元的一端和采集单元间设有开关以控制吸收单元和采集单元间是否连通，吸收单元的另一端和硫酸根离子测试单元连通，吸收单元用于吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子。连续监测SO3的浓度的方法包括开关步骤、采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤、分析步骤及连续测试步骤。

主权项：1.一种连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，包括：采集单元，用于采集气体，SO2测试单元，和所述采集单元相连通，所述测试单元用于测试气体中SO2的浓度，SO3测试单元，包括多个吸收单元和硫酸根离子测试单元，吸收单元的一端和所述采集单元间设有开关以控制吸收单元和所述采集单元间是否连通，吸收单元的另一端和所述硫酸根离子测试单元连通，吸收单元用于吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子；及分析单元，分别和所述SO2测试单元、所述吸收单元电性连接，所述分析单元根据硫酸根离子的浓度、所述SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度；其中，所述SO2测试单元包括第一预处理器和SO2烟气分析仪，所述第一预处理器设于所述采集单元和所述SO2烟气分析仪之间，所述第一预处理器和所述采集单元相连通，所述SO2烟气分析仪和所述第一预处理器相连通，所述第一预处理器用于对所述气体进行预处理，所述SO2烟气分析仪用于测试所述气体中SO2的浓度；其中，所述采集单元包括采样枪和伴热管，所述伴热管的一端和所述采样枪相连通，所述伴热管的另一端分别和所述SO2测试单元、所述吸收单元连通。

全文数据：连续监测SO3的浓度的装置及其方法技术领域本发明涉及大气污染控制技术领域，尤其是一种连续监测SO3的浓度的装置及其方法。背景技术随着我国环保政策日益严格和超低排放改造工作的逐步深入，各种非常规污染物PM2.5、SO3、汞及其化合物及VOCS等的排放限值也提上日程，部分地区已经开始限制SO3的排放。燃煤电厂排放的SO3主要来源于两方面：一方面是燃煤过程中约0.5％～1.5％的硫份会被氧化成SO3；另一方面是在SCR脱硝过程中，在催化剂作用下会将烟气中1％左右的SO2转化为SO3。SO3排放对后续设备稳定运行与大气污染控制均带来不利影响。而且，由于当前国家环保标准未对SO3排放浓度进行严格规范，因此，国内火电厂尚未对烟气中的SO3浓度进行在线监测，也没有成熟的相关设备产品面向市场，相关测试均利用现行国内外标准采用人工采样分析的方法。而且，针对SO3浓度监测技术开发，科技工作者把目光主要集中在SCR脱硝装置出口的SO3浓度测试上，虽然烟囱出口SO3浓度监测也是关注的重点，但是测试方法仍然遵循现有的国内外标准，现行标准方法虽然能进行SO3监测，但操作繁琐、误差大、装置可靠性差。发明内容本发明的目的是提供一种连续监测SO3的浓度的装置及其方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的一种连续监测SO3的浓度的装置，包括采集单元、SO2测试单元、SO3测试单元及分析单元。采集单元用于采集气体，SO2测试单元和采集单元相连通，SO2测试单元用于测试气体中SO2的浓度，SO3测试单元包括多个吸收单元和硫酸根离子测试单元，吸收单元的一端和采集单元间设有开关以控制吸收单元和采集单元间是否连通，吸收单元的另一端和硫酸根离子测试单元连通，吸收单元用于吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子。分析单元分别和SO2测试单元、吸收单元电性连接，分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度。可选的，SO2测试单元包括第一预处理器和SO2烟气分析仪，第一预处理器设于采集单元和SO2烟气分析仪之间，第一预处理器和采集单元相连通，SO2烟气分析仪和第一预处理器相连通，第一预处理器用于对气体进行预处理，SO2烟气分析仪用于测试气体中SO2的浓度。可选的，采集单元包括采样枪和伴热管，伴热管的一端和采样枪相连通，伴热管的另一端分别和SO2测试单元、吸收单元连通。可选的，伴热管的另一端和SO2测试单元、吸收单元通过三通阀连通。可选的，SO2测试单元和吸收单元均包括流量计，流量计设于SO2测试单元的靠近采集单元的一端或吸收单元的靠近采集单元的一端。可选的，连续监测SO3的浓度的装置还包括排气单元，排气单元和多个吸收单元相连通。可选的，每个吸收单元包括吸收器和氧化器，吸收器用于容纳吸收药剂，吸收的器的两端分别和氧化器、采集单元连通。可选的，SO3测试单元还包括第二预处理器，第二预处理器的两端分别和吸收单元、硫酸根离子测试单元连通。可选的，SO3测试单元包括加药单元，加药单元和吸收单元连接以向吸收单元加药。于本发明的另一个方面，本发明还提供一种连续监测SO3的浓度的方法，包括开关步骤、采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤、分析步骤及连续测试步骤。开关步骤：打开其中一个或几个吸收单元的一端和采集单元间的开关。采集步骤；采集单元采集气体。测试SO2浓度步骤：测试单元测试气体中SO2的浓度。测试硫酸根离子浓度步骤：吸收单元吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子，硫酸根离子测试单元测试硫酸根离子的浓度。分析步骤：分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度。连续测试步骤：关闭其中一个或几个吸收单元的一端和采集单元间的开关，打开另外的一个或几个吸收单元的一端和采集单元间的开关，如此交替工作，重复采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤及分析步骤。综上，本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置中同时具有SO2测试单元、SO3测试单元，SO2测试单元测试气体中SO2的浓度，在实际使用过程中，硫酸根离子测试单元测试得到的硫酸根离子的浓度即为气体中SO2和SO3的总浓度，SO2和SO3的总浓度减去SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度就是气体中SO3的浓度，原理简单。而且SO2测试单元、SO3测试单元是分开的独立单元，互不影响，因此本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置能在存在SO2的环境背景下，测试SO3的浓度。其次，电厂或其他排放性企业的烟囱出口一般设置有SO2测试单元，而本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置中也包括有SO2测试单元，只需要在原有的SO2测试单元的基础上，增加SO3测试单元及分析单元，就可以达到同时测试SO2的浓度和SO3的浓度的目的，有效利用现有的装置，节省改装成本。再者，由于吸收单元吸收SO2和SO3的能力是有限的，当工作一段时间后，需要对吸收单元进行维护，而本发明的吸收单元的一端和采集单元间设有开关以控制吸收单元和采集单元间是否连通，通过控制开关的闭合，可以将吸收单元进行分组，每一次只打开其中一组或几组的吸收单元，使其进行工作，对关闭的吸收单元则可以进行维护，实现SO3的浓度连续监测，当打开同时打开多组吸收单元时，还可以对SO2和SO3的总浓度的结果进行对比校正，提高装置的测试准确性。除此以外，本发明的分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度，无需人工计算，智能快捷。本发明提供的连续监测SO3的浓度的方法保证SO3的浓度的测试连续不间断进行。附图说明图1是本发明中的实施例提供的连续监测SO3的浓度的装置的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。请参考图1。本发明提供的一种连续监测SO3的浓度的装置，包括采集单元1、SO2测试单元5、SO3测试单元6及分析单元。采集单元1用于采集气体，SO2测试单元5和采集单元1相连通，测试单元用于测试气体中SO2的浓度，SO3测试单元6包括多个吸收单元19和硫酸根离子测试单元15，吸收单元19的一端和采集单元1间设有开关以控制吸收单元19和采集单元1间是否连通，吸收单元19的另一端和硫酸根离子测试单元15连通，吸收单元19用于吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子。分析单元分别和SO2测试单元5、吸收单元19电性连接，分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元5测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度。本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置中同时具有SO2测试单元5、SO3测试单元6，SO2测试单元5测试气体中SO2的浓度，在实际使用过程中，硫酸根离子测试单元15测试得到的硫酸根离子的浓度即为气体中SO2和SO3的总浓度，SO2和SO3的总浓度减去SO2测试单元5测试的气体中SO2的浓度就是气体中SO3的浓度，原理简单。而且SO2测试单元5、SO3测试单元6是分开的独立单元，互不影响，因此本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置能在存在SO2的环境背景下，测试SO3的浓度。其次，电厂或其他排放性企业的烟囱出口一般设置有SO2测试单元5，而本发明提供的连续监测SO3的浓度的装置中也包括有SO2测试单元5，只需要在原有的SO2测试单元5的基础上，增加SO3测试单元6及分析单元，就可以达到同时测试SO2的浓度和SO3的浓度的目的，有效利用现有的装置，节省改装成本。再者，由于吸收单元19吸收SO2和SO3的能力是有限的，当工作一段时间后，需要对吸收单元19进行维护，而本发明的吸收单元19的一端和采集单元1间设有开关以控制吸收单元19和采集单元1间是否连通，通过控制开关的闭合，可以将吸收单元19进行分组，每一次只打开其中一组或几组的吸收单元19，使其进行工作，对关闭的吸收单元19则可以进行维护，实现SO3的浓度连续监测，当打开同时打开多组吸收单元19时，还可以对SO2和SO3的总浓度的结果进行对比校正，提高装置的测试准确性。除此以外，本发明的分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元5测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度，无需人工计算，智能快捷。于本实施例中，吸收单元19的一端和采集单元1间的开关为切换阀10，切换方便，但是于其他实施例中，开关可以是独立的开关。于本实施例中，SO2测试单元5包括第一预处理器8和SO2烟气分析仪9，第一预处理器8设于采集单元1和SO2烟气分析仪9之间，第一预处理器8和采集单元1相连通，SO2烟气分析仪9和第一预处理器8相连通，第一预处理器8用于对气体进行预处理，SO2烟气分析仪9用于测试气体中SO2的浓度。SO2测试单元5还包括离子电极、冲洗水系统、排水系统等。于本实施例中，采集单元1包括采样枪和伴热管3，伴热管3的一端和采样枪相连通，伴热管3的另一端分别和SO2测试单元5、吸收单元19连通。采样枪包括采样管、加热器2、压缩空气罐、连接管等。在实际应用过程中，将采样枪置于所需测试的气体中采集气体，伴热管3可以防止管内液体低温下粘度增大，增大管内压降，增加动力消耗，起到节能的作用。伴热管3可以采用20号钢或不锈钢钢管制成。于本实施例中，伴热管3的另一端和SO2测试单元5、吸收单元19通过三通阀4连通。三通阀4将原来由采样枪收集的一路气路分成两路，分别和SO2测试单元5、SO3测试单元6连通。于本实施例中，SO2测试单元5和吸收单元19均包括流量计7，流量计7设于SO2测试单元5的靠近采集单元1的一端或吸收单元19的靠近采集单元1的一端。流量计7用于测量流入SO2测试单元5、SO3测试单元6的气体流量。于本实施例中，每个吸收单元19包括吸收器11和氧化器12，吸收器11用于容纳吸收药剂，吸收的器的两端分别和氧化器12、采集单元1连通。吸收单元19之间并联。于本实施例中，吸收单元19有两个，但是本发明对吸收单元19的个数不做任何限定，于其他实施例中，吸收单元19还可以是三个、四个、五个、六个、七个、十个等任意多个。本实施例中的吸收器11为二级吸收瓶，氧化器12为一级氧化瓶，采用二级吸收瓶可以对气体中的SO2和SO3实现二次吸收，保证对气体中的SO2和SO3吸收完全。但是本发明对吸收器11和氧化器12不做任何限定。本实施例的每个吸收单元19还包括抽气泵、流量计7、冲洗水系统等。于本实施例中，连续监测SO3的浓度的装置还包括排气单元，排气单元和多个吸收单元19相连通，排气单元包括湿式流量计16和诸如抽气泵的抽气装置17。更具体地，排气单元和吸收器11连通，气体经过吸收器11吸收后经排气单元外排。湿式流量计16用于测试外排的气体的流量。于本实施例中，吸收瓶中容纳吸收液，氧化瓶中容纳氧化剂，但是本发明对吸收瓶和氧化瓶中容纳的物质不做任何限定，于其他实施例中，吸收瓶中还可以容纳吸收剂，氧化瓶中容纳氧化液，氧化剂可以使吸收器11中的SO2及亚硫酸根氧化成硫酸根离子。于本实施例中，SO3测试单元6还包括第二预处理器14，第二预处理器14的两端分别和吸收单元19、硫酸根离子测试单元15连通。硫酸根离子测试单元15可以是离子色谱仪，但是本发明对硫酸根离子测试单元15不做任何限定。SO3测试单元6还包括离子电极、冲洗水系统、排水系统等。于本实施例中，吸收单元19中氧化器12和第二预处理器14之间设有截止阀13。用于关闭氧化器12和第二预处理器14之间的通道，使完全吸收和氧化后再打开截止阀13，对完全吸收和氧化后的气体进入硫酸根离子测试单元15。于本实施例中，SO3测试单元6包括加药单元18，加药单元18和吸收单元19连接以向吸收单元19加药。加药单元18包括吸收剂、氧化剂进样系统，分别给吸收器11、氧化器12进样，当吸收液和氧化剂外排后，及时补充吸收液和氧化剂，使并联的吸收单元19交替运行，连续监测SO3的浓度。于本实施例中，连续监测SO3的浓度的装置还包括数据输出单元、控制单元，控制单元包括逻辑反馈、数据控制及智能控制等，控制单元均和采集单元1、SO2测试单元5、SO3测试单元6及分析单元电性连接。数据输出单元可以是打印机，除了打印机还包括标准数据库、计算转换系统、显示器及数据存储器等。本发明中的连续监测SO3的浓度的装置在使用前可以以此按照采集单元1、SO2测试单元5、SO3测试单元6及分析单元的顺序连接好。于本发明的另一个方面，本发明还提供一种连续监测SO3的浓度的方法，包括开关步骤、采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤、分析步骤及连续测试步骤。开关步骤：打开其中一个或几个吸收单元19的一端和采集单元1间的开关。采集步骤；采集单元1采集气体。测试SO2浓度步骤：测试单元测试气体中SO2的浓度。测试硫酸根离子浓度步骤：吸收单元19吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子，硫酸根离子测试单元15测试硫酸根离子的浓度。分析步骤：分析单元根据硫酸根离子的浓度、SO2测试单元5测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度。连续测试步骤：关闭其中一个或几个吸收单元19的一端和采集单元1间的开关，打开另外的一个或几个吸收单元19的一端和采集单元1间的开关，如此交替工作，重复采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤及分析步骤。更具体地，本发明提供的采集步骤为：将采集单元1从侧孔伸入烟道，同时打开采样枪和伴热管3的加热器2，待伴热管3满足要求后开始采样。更具体地，连续测试步骤为：并联两组交替运行，由加药单元18分别往吸收瓶和氧化瓶中加入吸收剂和氧化剂，一组进行烟气吸收工作时，另一组通过加药单元18加药待测。待一组吸收工作完成后，通过切换阀10切换至另一组进行烟气吸收，吸收完成的这组将吸收液氧化完成后输送至第二预处理器14进行处理，然后通过加药单元18向排空的吸收瓶和氧化瓶中加入吸收剂和氧化剂，保证连续不间断工作。本发明提供的连续监测SO3的浓度的方法采用了在线抽气—化学吸收SO2测试—硫酸根离子色谱—SO2浓度扣除的方法，现场直接得出最终结果，并可以用于在线连续监测，准确度、精确度均满足相关规范要求。本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对发明的限制。虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

权利要求：1.一种连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，包括：采集单元，用于采集气体，SO2测试单元，和所述采集单元相连通，所述测试单元用于测试气体中SO2的浓度，SO3测试单元，包括多个吸收单元和硫酸根离子测试单元，吸收单元的一端和所述采集单元间设有开关以控制吸收单元和所述采集单元间是否连通，吸收单元的另一端和所述硫酸根离子测试单元连通，吸收单元用于吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子；及分析单元，分别和所述SO2测试单元、所述吸收单元电性连接，所述分析单元根据硫酸根离子的浓度、所述SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度。2.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述SO2测试单元包括第一预处理器和SO2烟气分析仪，所述第一预处理器设于所述采集单元和所述SO2烟气分析仪之间，所述第一预处理器和所述采集单元相连通，所述SO2烟气分析仪和所述第一预处理器相连通，所述第一预处理器用于对所述气体进行预处理，所述SO2烟气分析仪用于测试所述气体中SO2的浓度。3.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述采集单元包括采样枪和伴热管，所述伴热管的一端和所述采样枪相连通，所述伴热管的另一端分别和所述SO2测试单元、所述吸收单元连通。4.如权利要求3所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述伴热管的另一端和所述SO2测试单元、所述吸收单元通过三通阀连通。5.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述SO2测试单元和所述吸收单元均包括流量计，流量计设于所述SO2测试单元的靠近所述采集单元的一端或所述吸收单元的靠近所述采集单元的一端。6.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述连续监测SO3的浓度的装置还包括排气单元，所述排气单元和所述多个吸收单元相连通。7.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述每个吸收单元包括吸收器和氧化器，所述吸收器用于容纳吸收药剂，所述吸收的器的两端分别和所述氧化器、所述采集单元连通。8.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，SO3测试单元还包括第二预处理器，所述第二预处理器的两端分别和所述吸收单元、所述硫酸根离子测试单元连通。9.如权利要求1所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述SO3测试单元包括加药单元，所述加药单元和吸收单元连接以向所述吸收单元加药。10.一种连续监测SO3的浓度的方法，采用如权利要求1至9中任一所述的连续监测SO3的浓度的装置，其特征在于，所述连续监测SO3的浓度的方法包括：开关步骤：打开其中一个或几个吸收单元的一端和所述采集单元间的开关，采集步骤；采集单元采集气体，测试SO2浓度步骤：SO2测试单元测试气体中SO2的浓度，测试硫酸根离子浓度步骤：吸收单元吸收气体中的SO2和SO3并将SO2和SO3转化为硫酸根离子，硫酸根离子测试单元测试硫酸根离子的浓度；分析步骤：分析单元根据硫酸根离子的浓度、所述SO2测试单元测试的气体中SO2的浓度计算得到气体中SO3的浓度；及连续测试步骤：关闭所述其中一个或几个吸收单元的一端和所述采集单元间的开关，打开另外的一个或几个吸收单元的一端和所述采集单元间的开关，如此交替工作，重复采集步骤、测试SO2浓度步骤、测试硫酸根离子浓度步骤及分析步骤。

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