[发明专利]一种固定污染源烟气中硫酸雾采样设备

说明书

本发明涉及一种固定污染源烟气中硫酸雾采样设备，包括手提式采样箱，所述手提式采样箱内从左往右依次固定安装有伴热采样管、冷凝管、吸收瓶、干燥瓶与自动采样仪；所述伴热采样管的出口连接所述冷凝管的进口，所述冷凝管连接有恒温水浴箱，以利于烟气保持恒定的温度，所述冷凝管上的出口通过导气管连接到所述吸收瓶，所述吸收瓶通过导气管连接干燥瓶，所述干燥瓶与所述自动采样仪通过导气管连接，所述吸收瓶和干燥瓶采用的导气管为长进短出；所述伴热采样管穿出所述手提式采样箱的左侧壁。本发明中的硫酸雾采样设备可以将固定污染源中的硫酸雾分离并捕集下来，以供后续的分析检测。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，特别是一种固定污染源烟气中硫酸雾采样设备。

技术背景

随着GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的颁布施行及“超低排放”改造的推进，二氧化硫（SO₂）作为燃煤电厂主要大气污染物之一已得到有效控制。然而在锅炉燃烧过程中，约有0.5%-1.5%的SO₂氧化生成三氧化硫（SO₃），且SCR系统中的催化剂促进了氧化过程，进一步提高了SO₃的浓度。烟道中的SO₃与水蒸气结合形成硫酸雾，硫酸雾极易吸附在颗粒物上。废气中的硫酸雾主要以液态硫酸、气态SO₃及颗粒物中可溶性硫酸盐的形式存在。

硫酸雾对设备及环境等均有很大的危害。它提高了烟气的酸露点，不利于降低排烟温度；引起设备腐蚀，或与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄，引起SCR催化剂失活。它的毒性要比SO₂大10倍，是电厂排放的蓝烟的罪魁祸首，也是酸雨形成的主要原因之一；亚微米硫酸雾通过烟囱排入大气形成的二次颗粒硫酸盐，是大气中PM_2.5的重要来源之一。因此，不管从燃煤机组的安全运行，还是从环境保护方面考虑，燃煤电厂中硫酸雾的排放控制是不容忽视的问题。

我国国标方法有《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》（GB/T 21508-2008）附录C 烟气中SO₃浓度的测定、《硫酸浓缩尾气硫酸雾的测定 铬酸钡比色法》（GB 4920-1985）与《固定污染源废气 硫酸雾的测定 离子色谱法》( HJ 544-2016)。GB/T 21508-2008附录C用专用的气体采样系统对烟道气进行等速采样，采样系统中的石英过滤器用来过滤烟气中的颗粒物，用带水浴的蛇形玻璃管对SO₃进行控制冷凝，取样后用去离子水冲洗石英过滤器和蛇形玻璃管得到含有SO₄^2-的溶液，采用重量法或电位滴定法测定溶液中SO₄^2-的含量并换算到烟气中的浓度。由于该方法为采样管后置过滤器，可能造成一部分可溶性硫酸雾在前部采样管处被捕集损失；此外，蛇形玻璃管处只对水浴温度进行了控制，无法实时反馈流经蛇形玻璃管的烟气温度，不能保证良好的SO₃捕集效果；检测方法而言，该附录使用重量法或电位滴定法，检测过程相对繁琐且检出限较高。铬酸钡比色法将装有玻璃纤维滤筒或石英纤维滤筒的烟尘采样器插入烟道，按照颗粒物的采样方法进行等速采样，所测定的硫酸雾为液滴及颗粒物中的可溶性硫酸盐。国标HJ 544-2016对上述方法进行了改进，提出在烟尘采样管后串联两只吸收瓶（吸收液为碱液），用于吸收气态的硫酸雾，并用离子色谱仪来测试金属滤筒与吸收液的SO₄^2-，离子色谱的检测限很低，测试结果比GB 4920-1985更接近真实值。然而该法还是存在着某些不足，当烟气中的SO₂浓度远高于SO₃时，烟气中SO₂同样也溶于碱性吸收液中生成SO₃^2-，一部分会被氧化形成SO₄^2-，对测试结果造成了正偏差。

发明内容