[发明专利]一种烟气中水蒸气快速脱除系统及方法

说明书

一种烟气中水蒸气快速脱除系统及方法，涉及烟气中含水蒸气时SO₂气体测量技术领域。本发明为了解决针对烟气中水蒸气含量会对烟气成分测量准确性产生影响，现有方法不能解决对SO₂吸附和溶解的问题。包括伴热带、采样管、N个干燥瓶、N‑1个中间管、输出管、干冰冷却装置、过滤器和SO₂气体分析仪，N个干燥瓶分散置于干冰冷却装置内，N个干燥瓶通过N‑1个中间管连通在一起；伴热带缠绕在采样管的一端上。进入干冰冷却装置前采样管内的烟气由伴热带全程150～170℃伴热；含水蒸气的烟气经采样管后依次通入干冰冷却装置中的干燥瓶内，之后经过滤器进入烟气分析仪。快速脱除烟气中水蒸气，达到准确测量烟气中SO₂的目的。

技术领域

本发明涉及一种烟气中水蒸气脱除系统及方法，涉及烟气中含水蒸气时SO₂气体测量技术领域。

背景技术

随着全球气候变暖，CO₂减排势在必行，富氧燃烧技术是最有前景的CO₂捕集技术。富氧燃烧过程中水蒸气的浓度要高于传统的燃烧方式，水蒸气存在时，对烟气成分测量的准确性将会产生很大影响，尤其是对易溶于水的SO₂等气体的测量，影响明显。即使在煤和石油传统的燃烧方式下产生的烟气中也含有10％到15％的水蒸气，当采用烟气脱硫后更会增加烟气中的水蒸气含量^[i]。

通常情况下，当气体中存在大量水蒸气时，会对在线测量产生诸多影响，具体表现为：1、水蒸气有很强的吸收红外辐射能力，它在2-7μm的波长范围内有21个吸收峰，是一种较难对付的干扰组分，红外法测量时，直接影响测量结果的精度，当所测气体中水蒸气含量超过10％时，会使CO₂、NO、SO₂等测量值存在较大误差；2、多量水存在时，若水蒸气在管道内冷凝，会使酸性气体(CO₂，H₂S，SO₂)溶于水，形成相应酸性溶液，对管路腐蚀作用加剧；3、多量水存在时，若水蒸气在管道内冷凝，会使易溶于水的气体测量值偏低；4、水蒸气存在时，若采用气相色谱质谱测量，会使色谱柱中毒，影响检测结果[ii]。因此，为了保证在线仪器的正常运行和测量结果的准确性，需要对含水蒸气的烟气进行预脱水处理。

常见的脱除水蒸气的方法有水气分离器除水，干燥剂除水等，常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、分子筛、高氯酸镁等，选用干燥剂时应注意不能与所测气体发生反应或吸附。硅胶、分子筛和无水氯化钙很容易吸附SO₂，从而影响测量结果，高氯酸镁虽然能够干燥SO₂，但其使用成本昂贵。且多数干燥剂在除水的过程中，水蒸气会液化积累，SO₂易溶于水从而导致其测量值偏低，因此需要找到合适的方法对样气进行除水。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对烟气中水蒸气含量会对烟气成分测量准确性产生影响，现有除水方法不能很好地解决对SO₂吸附和溶解的问题，进而提供了一种烟气中水蒸气快速脱除系统及方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种烟气中水蒸气快速脱除系统，所述系统包括伴热带、采样管、N个干燥瓶、N-1个中间管、输出管、干冰冷却装置、过滤器和SO₂气体分析仪，所述N个干燥瓶分散置于干冰冷却装置内，N个干燥瓶通过N-1个中间管连通在一起；伴热带缠绕在采样管的一端上，采样管的另一端插装在连通在一起的N个干燥瓶中的第一个干燥瓶内，连通在一起的N个干燥瓶中的最后一个干燥瓶与输出管连通；在输出管上安装有SO₂气体分析仪，所述最后一个干燥瓶与SO₂气体分析仪之间的输出管上还安装有过滤器。

N为大于或等于2的整数。其取值范围可以是2至10或更多，可取4、6、或8等。

进一步地，伸入干燥瓶内的内管，其伸入瓶内长度为瓶身高度1/2～3/4。