一种用于SO3采集的加热冷凝一体化装置的制作方法

一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置
技术领域
1.本发明属于燃煤电厂烟气污染物检测技术领域，具体涉及一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置。


背景技术：

2.随着国家对环保工作的日益重视以及燃煤电厂超净排放改造的大力推广，so2、nox以及烟尘等污染物已得到了有效控制，但燃煤电厂烟气中还存在so3等微量污染物，so3的存在不仅会造成设备腐蚀、硫酸氢铵堵塞等问题，而且排入大气中会造成环境污染。因此，近几年我国已开始重视对so3排放的控制，对so3的检测也日益增多。
3.由于so3性质特殊，so3吸收烟气中的水分能迅速反应生成硫酸雾滴，因此现有的so3检测方法主要为化学采样法，该方法主要依据dl/t998
‑
2006《石灰石
‑
石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范》中附录a中烟气中so3的测定。该方法在采集烟气时需要采用电伴热管，下游接玻璃蛇形吸收管，玻璃蛇形吸收管还需要放置在恒温水箱中，检测设备繁多、操作复杂，给现场采样带来诸多不便，而且so3取样过程易产生偏差，导致so3检测不准确。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置。
5.为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
6.一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置，包括：
7.外壳保温层；
8.so3伴热管，所述so3伴热管外壁缠绕so3伴热管铠装电加热丝，外壳保温层包覆于so3伴热管外部并将so3伴热管铠装电加热丝与so3伴热管温度传感器包裹在其内，so3伴热管铠装电加热丝与so3伴热管温度传感器均与控制器连接，通过so3伴热管铠装电加热丝加热so3伴热管并将流经so3伴热管内的烟气温度维持在合理范围；
9.环形恒温水槽，位于外壳保温层和so3采集螺旋管恒温腔体之间，环形恒温水槽内含恒温水循环泵、恒温水循环管、加热螺旋管、铠装加热棒、恒温水温度传感器，加热螺旋管缠绕在铠装加热棒上，铠装加热棒和恒温水温度传感器均与控制器连接，恒温水循环泵依次与恒温水循环管和加热螺旋管相连通再连通至so3采集螺旋管恒温腔体内的恒温水腔体，恒温水腔体入口和出口均连通环形恒温水槽并进行水循环；
10.so3采集螺旋管恒温腔体，内置的恒温水腔体内设置螺旋管球头密封连接处、螺旋管入口、so3采集螺旋管和螺旋管出口，螺旋管球头密封连接处与so3伴热管头内球头密封连接，so3伴热管连通螺旋管入口再依次连通so3采集螺旋管、螺旋管出口和采样仪器，so3伴热管铠装电加热丝的加热温度高于铠装加热棒的加热温度，通过so3采集螺旋管内外温差使so3采集螺旋管内的高温烟气降温并将so3附着在so3采集螺旋管内壁。
11.进一步的，所述环形恒温水槽侧面设置注放水口，环形恒温水槽外壁设置环形恒温水槽隔热层。
12.进一步的，还包括：
13.so3恒温水入口，与恒温水腔体入口为一体，上游与加热螺旋管连通，用于将环形恒温水槽5内的恒温循环水传输至恒温水腔体内；
14.so3恒温水出口，与恒温水腔体出口为一体，用于连通恒温水腔体和环形恒温水槽，将恒温水腔体内的水循环传输回环形恒温水槽内；
15.so3采集螺旋管恒温腔体盖，
16.通过so3采集螺旋管恒温腔体盖固定支点固定在环形恒温水槽顶部，并与so3采集螺旋管恒温腔体外保温层一起围成so3采集螺旋管恒温腔体，so3采集螺旋管恒温腔体盖上开有两个小孔，分别是作so3恒温水入口、so3恒温水出口穿过用，so3采集螺旋管恒温腔体盖上设置so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手，用于打开或关闭so3采集螺旋管恒温腔体盖。
17.进一步的，所述so3采集螺旋管恒温腔体内表面设置so3采集螺旋管恒温腔体外保温层，所述so3采集螺旋管恒温腔体外保温层外表面设置so3采样装置手柄。
18.进一步的，所述so3采集螺旋管恒温腔体内设置固定支承环形孔板和支撑弹簧，所述固定支承环形孔板设置于支撑弹簧和恒温水腔体之间，支撑弹簧位于so3采集螺旋管恒温腔体内尾部和固定支承环形孔板之间，在支撑弹簧的作用下将固定支承环形孔板顶向恒温水腔体，使恒温水腔体的螺旋管球头密封连接处和so3伴热管头内球头密封连接。
19.进一步的，所述螺旋管出口出口处通过抽气软管与采集仪器相连接。
20.进一步的，所述控制器通过so3伴热管铠装电加热丝控制线路连接so3伴热管铠装电加热丝，控制器通过恒温水循环泵控制线路连接恒温水循环泵，控制器通过铠装加热棒控制线路连接铠装加热棒。
21.进一步的，所述so3伴热管温度传感器连接so3伴热管温度传感器温度信号反馈再连接控制器，所述恒温水温度传感器连接恒温水温度传感器温度信号反馈再连接控制器。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
23.本发明公开了一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置，包括：外壳保温层；so3伴热管，外壁缠绕so3伴热管铠装电加热丝，外壳保温层包覆于so3伴热管外部并将so3伴热管铠装电加热丝与so3伴热管温度传感器包裹在其内，so3伴热管铠装电加热丝与so3伴热管温度传感器均与控制器连接，通过so3伴热管铠装电加热丝加热so3伴热管并将流经so3伴热管内的烟气温度维持在合理范围；环形恒温水槽，位于外壳保温层和so3采集螺旋管恒温腔体之间，环形恒温水槽内含恒温水循环泵、恒温水循环管、加热螺旋管、铠装加热棒、恒温水温度传感器，加热螺旋管缠绕在铠装加热棒上，铠装加热棒和恒温水温度传感器均与控制器连接，恒温水循环泵依次与恒温水循环管和加热螺旋管相连通再连通至so3采集螺旋管恒温腔体内的恒温水腔体，恒温水腔体入口和出口均连通环形恒温水槽并进行水循环；so3采集螺旋管恒温腔体盖，与环形恒温水槽顶部连接并围成so3采集螺旋管恒温腔体，内置的恒温水腔体内设置螺旋管球头密封连接处、螺旋管入口、so3采集螺旋管和螺旋管出口，螺旋管球头密封连接处与so3伴热管头内球头密封连接，so3伴热管连通螺旋管入口再依次连通so3采集螺旋管、螺旋管出口和采样仪器，so3伴热管铠装电加热丝的加热温度高于铠装加热棒的加热温度，通过so3采集螺旋管内外温差使so3采集螺旋管内的高温烟气降温并将so3附
着在so3采集螺旋管内壁。本发明提供的用于so3采集的加热冷凝一体化装置，将采样管伴热系统、玻璃螺旋吸收管系统、恒温水箱系统等设备有效整合，实现了小型化和集成化，大大精简了现场设备数量，节省了操作时间，提高了工作效率，而且有效缩短了伴热管和玻璃螺旋吸收管之间的距离，可有效保证so3收集的完整性，提高测量准确度。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图；
25.其中，1
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外壳保温层、2
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so3伴热管铠装电加热丝、3
‑
so3伴热管温度传感器、4
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so3伴热管、5
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环形恒温水槽、6
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恒温水循环泵、7
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恒温水循环管、8
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加热螺旋管、9
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铠装加热棒、10
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恒温水温度传感器、11
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注放水口、12
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环形恒温水槽隔热层、13
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so3恒温水入口、14
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so3恒温水出口、15
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so3采集螺旋管恒温腔体盖固定支点、16
‑
so3采集螺旋管恒温腔体盖、17
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so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手、18
‑
so3采集螺旋管恒温腔体、19
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so3采集螺旋管恒温腔体外保温层、20
‑
螺旋管球头密封连接处、21
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螺旋管球头耐高温密封垫、22
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螺旋管入口、23
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so3采集螺旋管、24
‑
恒温水腔体、25
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螺旋管出口、26
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固定支承环形孔板、27
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支撑弹簧、28
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抽气软管、29
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so3采样装置手柄、30
‑
so3伴热管铠装电加热丝控制线路、31
‑
so3伴热管温度传感器温度信号反馈、32
‑
恒温水循环泵控制线路、33
‑
铠装加热棒控制线路、34
‑
恒温水温度传感器温度信号反馈、35
‑
控制器。
具体实施方式
26.下面对本发明的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。
27.如图1所示，一种用于so3采集的加热冷凝一体化装置，包括：
28.外壳保温层1，材质为玻璃纤维与304不锈钢的组合，304不锈钢作为外壳，能够增加装置本身的强度，防止磕碰，玻璃纤维位于304不锈钢外壳内部，包覆在so3伴热管铠装电加热丝2上，主要作用为保温，阻止热量散发，同时固定和保护so3伴热管铠装电加热丝2；
29.so3伴热管铠装电加热丝2，缠绕在so3伴热管4外表面，同时与so3伴热管温度传感器3一起装设在外壳保温层1内，在控制器35和so3伴热管温度传感器3的作用下把so3伴热管铠装电加热丝2通电，将so3伴热管4加热至设置温度；
30.so3伴热管温度传感器3，采用k型热电偶，其与so3伴热管铠装电加热丝2贴合在一起，作用是反馈so3伴热管铠装电加热丝2的实时温度；
31.so3伴热管4，材质为石英玻璃或316l不锈钢，被so3伴热管铠装电加热丝2缠绕在内部，通过so3伴热管铠装电加热丝2把so3伴热管4加热至260℃左右并将流经so3伴热管4内的烟气温度维持在合理范围；
32.环形恒温水槽5，采用304不锈钢，位于外壳保温层1和so3采集螺旋管恒温腔体18之间，环绕于so3采集螺旋管恒温腔体18周围，内含恒温水循环泵6、恒温水循环管7、加热螺旋管8、铠装加热棒9、恒温水温度传感器10，作用是维持环形恒温水槽5内部水温恒温，环形设计更能有效利用空间；
33.恒温水循环泵6，位于环形恒温水槽5内，与恒温水循环管7、加热螺旋管8相连通，作用是驱动恒温水流经加热螺旋管8更快加热，同时促进环形恒温水槽5和恒温水腔体24内
的水循环流动；
34.恒温水循环管7，材质为紫铜，其上游连接于恒温水循环泵6，其下游与加热螺旋管8一体设计，作用是利用恒温水循环泵6进行水传输；
35.加热螺旋管8，材质为紫铜，缠绕在铠装加热棒9上，作用是能更快吸收铠装加热棒9的热量，加热螺旋管8上游与恒温水循环管7一体设计，下游与so3恒温水入口13相连；
36.铠装加热棒9，位于环形恒温水槽5内部，部分伸出环形恒温水槽5并在连接处密封处理，正常使用时绝大部分铠装加热棒9发热体浸在环形恒温水槽5内部的循环水里，伸出环形恒温水槽5的铠装加热棒9与控制器35相连接，在恒温水温度传感器10反馈信号的配合下将环形恒温水槽5内部的循环水加热；
37.恒温水温度传感器10，材质为k型热电偶，位于环形恒温水槽5内部，作用是将环形恒温水槽5内的水温反馈给控制器35，通过铠装加热棒9对水温进行加热控制；
38.注放水口11，位于环形恒温水槽5侧面，作用是给环形恒温水槽5加水和放水；
39.环形恒温水槽隔热层12，材质为橡塑棉等发泡材料，包覆于环形恒温水槽5外壁，作用是保温，减少热量损耗；
40.so3恒温水入口13，与恒温水腔体24入口为一体，上游与加热螺旋管8连通，作用是将恒温循环水传输至恒温水腔体24内；
41.so3恒温水出口14，与恒温水腔体出口24为一体，用于连通恒温水腔体24和环形恒温水槽5，作用是将恒温水腔体24内的水循环传输回环形恒温水槽5内；
42.so3采集螺旋管恒温腔体盖固定支点15，使so3采集螺旋管恒温腔体盖16与环形恒温水槽5顶部相连接，作用是可以翻转so3采集螺旋管恒温腔体盖16；
43.so3采集螺旋管恒温腔体盖16，材质为聚四氟乙烯类，通过so3采集螺旋管恒温腔体盖固定支点15固定在环形恒温水槽5顶部，并与so3采集螺旋管恒温腔体外保温层19一起围成so3采集螺旋管恒温腔体18；so3采集螺旋管恒温腔体盖16上开有两个小孔，分别是作so3恒温水入口13、so3恒温水出口14穿过用，so3采集螺旋管恒温腔体盖16上设置so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手17，so3采集螺旋管恒温腔体盖16的作用是保温和方便恒温水腔体24的放置与取出；
44.so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手17，材质为塑胶，位于so3采集螺旋管恒温腔体盖16上，作用是打开和关闭so3采集螺旋管恒温腔体盖16；
45.so3采集螺旋管恒温腔体18，位于环形恒温水槽5上部，作用是为恒温水腔体24提供放置空间；
46.so3采集螺旋管恒温腔体外保温层19，材质为橡塑棉，包裹在so3采集螺旋管恒温腔体18内表面，有保温和减震功能；
47.螺旋管球头密封连接处20，材质为石英玻璃，是恒温水腔体24组成部分，上游和so3伴热管4头内球头相连接，同时中间有螺旋管球头耐高温密封垫21进行密封连接；
48.螺旋管球头耐高温密封垫21，材质为石棉垫，夹在so3伴热管4头内球头和螺旋管球头密封连接处20之间，起到密封作用；
49.螺旋管入口22，材质为石英玻璃，上游和so3伴热管4在螺旋管球头密封连接处20相连接，与下游的so3采集螺旋管23和螺旋管出口25一起附着采集so3；
50.so3采集螺旋管23，材质为石英玻璃，在外壁恒温水温度的影响下，使so3凝结附着
在so3采集螺旋管23的内壁；
51.恒温水腔体24，材质为石英玻璃，由螺旋管球头密封连接处20、螺旋管入口22、so3采集螺旋管23、螺旋管出口25几部分组成，在尾部的固定支承环形孔板26在支撑弹簧27的作用下使恒温水腔体24的螺旋管球头密封连接处20与so3伴热管4头内球头密封连接，然后so3采集螺旋管23外的恒温水温度传导到内部，使高温烟气快速降至65
‑
80℃，使so3附着在so3采集螺旋管23内壁；
52.螺旋管出口25，材质为石英玻璃，上游和so3采集螺旋管23连接，下游和恒温水腔体24壁面为一体设计，螺旋管出口25的出口处用硅胶软管连接采样仪器；
53.固定支承环形孔板26，材质为聚四氟乙烯和泡沫棉混合体，位于so3采集螺旋管恒温腔体18内，在支撑弹簧27和恒温水腔体24之间，作用是在支撑弹簧27的作用下将固定支承环形孔板26顶向恒温水腔体24，使恒温水腔体24的螺旋管球头密封连接处20和so3伴热管4头内球头密封连接；
54.支撑弹簧27，材质为不锈钢，在so3采集螺旋管恒温腔体18内，位于so3采集螺旋管恒温腔体18内尾部和固定支承环形孔板26之间，作用是顶住恒温水腔体24，将其和so3伴热管4密封连接；
55.抽气软管28，材质为硅胶管，连接于螺旋管出口25出口处，再与采集仪器相连接；
56.so3采样装置手柄29，位于so3采集螺旋管恒温腔体外保温层19外表面，作用是便于该装置的搬运与放置；
57.控制器35通过so3伴热管铠装电加热丝控制线路30连接so3伴热管铠装电加热丝2，控制器35通过so3伴热管温度传感器3从so3伴热管温度传感器温度信号反馈31将信号反馈，将加热电源输送给so3伴热管铠装电加热丝2使其工作，控制器35通过恒温水循环泵控制线路32连接恒温水循环泵6，驱动恒温水循环泵6带动循环水运行，控制器35通过铠装加热棒控制线路33连接铠装加热棒9，通过恒温水温度传感器温度信号反馈34将温度信号反馈给控制器35，对铠装加热棒9进行工作状态的控制；
58.so3伴热管温度传感器3连接so3伴热管温度传感器温度信号反馈31再连接控制器35，so3伴热管温度传感器温度信号反馈31用于将so3伴热管温度传感器3的温度信号传导给控制器35，使控制器35正确控制so3伴热管铠装电加热丝2的工作状态，恒温水温度传感器10连接恒温水温度传感器温度信号反馈34再连接控制器35，通过恒温水温度传感器温度信号反馈34传导环形恒温水槽5内的恒温水温度传感器10测量的温度信号给控制器35；
59.控制器35，为双路pic控制器，能同时通过控制so3伴热管铠装电加热丝2和铠装加热棒9的工作状态。
60.本发明的工作原理为：
61.使用时，首先利用so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手17打开so3采集螺旋管恒温腔体盖16，然后将恒温水腔体24放入so3采集螺旋管恒温腔体18，恒温水腔体24的螺旋管球头密封连接处20对接在so3伴热管4头部，并用螺旋管球头耐高温密封垫21密封处理，另一头固定支承环形孔板26在支撑弹簧27的作用下使恒温水腔体24的螺旋管球头密封处20和螺旋管球头耐高温密封垫21紧紧贴合在so3伴热管4球头密封处。最后再利用so3采集螺旋管恒温腔体盖开关把手17关闭so3采集螺旋管恒温腔体盖16；
62.然后将控制器35接通电源，分别将so3伴热管铠装电加热丝2和铠装加热棒9预设
至260℃、65
‑
80℃。此时so3伴热管温度传感器3将so3伴热管铠装电加热丝2的温度反馈给控制器35，对so3伴热管4进行加热。而此时环形恒温水槽5内部的恒温水循环泵6运转，打开注放水口11，将水从注放水口11缓慢加入，在恒温水循环泵6的作用下使水流经恒温水循环管7、加热螺旋管8再经so3恒温水入口13进入恒温水腔体24，然后再经so3恒温水出口14流回环形恒温水槽5。这个过程中逐渐排尽恒温水循环管7和恒温水腔体24内的多余空气，使其内部尽可能的充满水，减少气泡；加入适量水后再拧紧注放水口11；铠装加热棒9浸在环形恒温水槽5内，在控制器35和恒温水温度传感器10的配合下对流动的循环水进行加热，由于加热螺旋管8缠绕在铠装加热棒9的发热体上，使管内的水加热效率更进一步提高；
63.当so3伴热管4和环形恒温水槽5内的水温度分别升至工作温度后，把外壳保温层1部分放入烟气管道，再将抽气软管28接入采集泵。此时原烟气流经so3伴热管4将烟气温度维持在260℃左右，再经螺旋管入口22再到达so3采集螺旋管23，在so3采集螺旋管23内使烟气温度降至65
‑
80℃，使烟气中的so3凝结吸附在so3采集螺旋管23的内壁上，采样完成后，将so3采集螺旋管23取出并用一定量的异丙醇冲洗凝结吸附so3采集螺旋管23内壁上的so3。
64.本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
65.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。