CN1995956A - 烟气中so3含量的检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火电厂锅炉烟气中SO₃含量的检测方法和采样装置。该采样装置包括除尘机构、采样管、螺旋收集管和抽吸机构，其中除尘机构安装在采样管的入口端，该采样管的出口端通过管路与螺旋收集管的进口连接，所述螺旋收集管进、出口均位于螺旋形的上端，其出口通过软管与所述抽吸机构相通。利用它将烟气中的SO₃采集到螺旋收集管中，处理后得到SO₄ ^2－样品溶液，在异丙醇、乙酸存在情况下，以偶氮胂－III为显色剂，用乙酸钡溶液滴定，将数据代入公式计算SO₃的浓度。这种检测方法能准确可靠、便捷的测定出火电厂烟气中的SO₃含量，便于燃煤电厂采取相应措施，减小SO₃对烟道及脱硫设备的酸露点腐蚀，尽可能避免为提高酸露点腐蚀而造成热源浪费。

Description

烟气中SO3含量的检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及火电厂锅炉烟气成分的检测方法，特别涉及火电厂锅炉烟气中SO₃含量的检测方法及其装置。

背景技术

火电厂的含硫燃料燃烧后生成SO₂和SO₃。2005年全国二氧化硫排放总量为2549万吨，超出了大气环境容量的80％，二氧化硫排放总量达到世界第一，其中一半左右来自火电厂的排放，导致酸雨区面积覆盖了国土面积的三分之一。而二氧化硫排放是造成我国大气环境污染及酸雨不断加剧的主要原因。目前解决二氧化硫污染的最有效途径是烟气脱硫，石灰石-石膏湿法脱硫技术是在我国应用最广泛最成熟的脱硫技术。在实际脱硫工程调试和日常运行中，都要测试烟气的脱硫效率，这就涉及到测定烟气中SO₂和SO₃的含量。SO₂通过一般的烟气分析仪可检测。

目前尚未发现有测试锅炉烟气中SO₃的方法，而普遍应用于烟气成分分析的烟气分析仪没有分析SO₃含量这一项功能，这主要是由于SO₃吸收烟气中的水分能迅速反应生成硫酸雾滴，这就可能造成SO₃在传输到仪器测量终端过程中会以硫酸雾形式凝结和粘附在仪器传输管道上导致采样误差和对仪器产生强烈腐蚀。

烟气中SO₃的含量虽然很少，但由于SO₃极易与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点。硫酸蒸汽在壁温低于酸露点的受热面上凝结，对受热面或脱硫设备会造成严重腐蚀，这称，为酸露点腐蚀。烟气中SO₃含量愈多，酸露点温度就越高，越易发生腐蚀，腐蚀范围越广也越严重。烟气的酸露点可达140～160℃，甚至更高。电厂为避免酸露点腐蚀，不得不提高排烟温度，浪费了大量热源。为更好的解决酸露点腐蚀问题，电厂运行时常常要测试烟气中SO₃的含量。因此，寻找一种测试烟气中SO₃含量的检测方法和装置非常重要。

测定烟气中的SOx、SO₃含量一般是将其转化为SO₄ ^2-样品溶液后通过分析SO₄ ^2-含量来间接测定SOx、SO₃含量。现有技术测定SO₄ ^2-含量的方法通常有BaSO₄重量法和EDTA返滴定法。

(1)重量法是用氯化钡溶液将硫酸根沉淀为硫酸钡，经过滤洗涤和800℃灼烧后称量沉淀BaSO₄重量的方法。重量法的优点是准确度比较高，但缺点是分析周期太长，操作繁琐，每个步骤的控制条件要求很高，对分析者操作技能要求较高，一旦掌握不好，结果会有较大误差。比如：用BaCl₂溶液沉淀SO₄ ^2-时，BaCl₂容易与BaSO₄形成共沉淀包裹在BaSO₄沉淀中导致测定结果偏大。为减小氯离子以氯化物形式包裹在沉淀中，要对BaSO₄进行洗涤，用水洗涤的次数和水量控制不好，会使少部分BaSO₄溶解导致测定结果偏小。BaSO₄必须在酸性溶液中进行沉淀，一是避免pH值高时在碱性环境下生成Ba(OH)₂沉淀与BaSO₄共沉淀从而引起误差，二是在酸性溶液中BaSO₄沉淀的颗粒较大，易于过滤和洗涤，但酸度过大，BaSO₄的溶解度会增大，因而BaSO4沉淀的酸度条件不易控制，酸度控制不当易造成结果有较大误差。此外，该方法测定过程耗时很长，如，BaSO₄沉淀在静置陈化时一般需要4～6小时，BaSO₄沉淀在800℃的灼烧需1～2小时，硫酸钡沉淀的过滤和洗涤时间也很长，该方法不能满足脱硫工程现场对数据快速需要的要求。

(2)EDTA返滴定法是向SO₄ ^2-样品液中加入过量BaCl₂-MgCl₂溶液，待BaSO₄沉淀完全后，在氨缓冲液环境中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定剩余Ba²⁺-Mg²⁺，间接测定SO₄ ^2-含量。该法相对于重量法操作比较简单，但也存在不足，如：Ba²⁺过量的多少对结果影响很大，当Ba²⁺过量太多时，EDTA在没有将Ba²⁺完全络合以前，铬黑T就过早变色，随后过剩的Ba²⁺再次与铬黑T结合，使终点很不明显，造成分析误差。尤其在样品中硫酸根含量波动大时，Ba²⁺过量的多少在实际操作中很难掌握，会导致结果有较大误差。BaCl₂-MgCl₂混合溶液不够稳定，放置一段时间后常因溶液酸性不足形成Mg(OH)₂絮状沉淀，但若增加混合液酸度，又会使BaSO₄溶解度增大导致测定结果偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能准确检测烟气中SO₃含量的检测方法及其装置。

该装置采用的具体技术方案如下：一种烟气中三氧化硫的采样装置，其特征在于：它包括除尘机构(1)、采样管(2)、螺旋收集管(3)和抽吸机构(4)，其中除尘机构(1)安装在采样管(2)的入口端，该采样管(2)的出口端通过管路与螺旋收集管(3)的进口连接，所述螺旋收集管(3)的进、出口均位于螺旋形的上端，其出口通过硅胶软管(5)与所述抽吸机构(4)相通。

本发明由抽吸机构提供动力，使用时，将采样管***烟道中部的采样孔内，采样管通过法兰固定在采样孔处，在抽吸机构的作用下，烟道中的部分烟气被抽入采样管中，并经过采样管进入螺旋收集管中，螺旋收集管为玻璃化学制品，利用烟气抽吸过程中在螺旋管中产生的离心力将呈雾滴状的SO₃收集在螺旋管内，以备分析。

本发明能够对烟气中的SO₃进行采样，以供分析烟气中SO₃的含量，从而能准确分析出烟气中SO₃的含量，便于燃煤电厂采取相应的措施，控制烟气中SO₃的含量，以减小对烟道及设备的酸露点腐蚀，避免为提高排烟温度减少酸露点腐蚀而造成热源浪费。

上述除尘机构由除尘头、脱脂棉过滤体和铁丝构成，其中除尘头为通管结构，在除尘头前部的管内装有脱脂棉过滤体，由除尘头前端口的铁丝限位，除尘头的后端通过接头与所述采样管螺纹连接。脱脂棉过滤体能够防止灰尘进入螺旋收集管中影响分析结果。螺纹连接处用密封胶带密封，以防止烟气泄漏；并用耐热胶带保护接头螺纹。

上述采样管由内管、电热保温带和外管构成，电热保温带位于内管与外管之间并包裹在内管上。电热保温带用耐热胶带间隔地绑在内管上，由温度控制器进行恒温加热，用于烟气的保温，防止烟气在采样过程中因温度降低凝结在内管中，避免了采样误差和对采样管的腐蚀。

上述抽吸机构由第一洗气瓶、真空泵、第二洗气瓶和湿式气表依次通过管路连接而成，在第一洗气瓶与真空泵之间的管路上装有气流调节阀。湿式气表用于计量采样的烟气体积；洗气瓶将烟气中的水分在洗气瓶中冷凝，降低烟气中的含水量，具有腐蚀性的污染物气体就无法滞留在真空泵和湿式气表中，起保护仪表避免腐蚀的作用；两个洗气瓶起二级冷凝作用；气流控制阀用于开始采样时逐步调节抽吸烟气的速度以保护湿式气表。

本发明的有益效果具有设计新颖、结构简单、实施容易等特点，它能对烟气中的SO₃进行采样，以便准确分析出烟气中SO₃的含量，便于燃煤电厂采取相应措施，控制烟气中SO₃的含量，以减小对烟道及设备的酸露点腐蚀，避免为提高排烟温度减少酸露点腐蚀而造成热源浪费。同时，将螺旋收集管用其它的吸收机构替代，还可用于测定烟气中水分、SOx、HCl、HF等其它物质的含量，使用范围十分广泛。如果用含有双氧水(H₂O₂)的烟气吸收瓶代替本发明中所述的螺旋收集管采集烟气，则本发明所述的检测方法和装置同样适用于烟气中SOx(包括SO₂和SO₃)总含量的检测。

本发明所述的烟气中SO₃含量的检测方法具体技术方案如下：一种烟气中SO₃含量的检测方法，包括以下步骤：

(1)SO₃样品采集：利用权利要求1所述的三氧化硫的采样装置将烟气中的SO₃收集在螺旋管(3)中，步骤如下：

a检查抽吸机构(4)的气密性，确认不漏气；

b将螺旋收集管(3)的出口端和抽吸机构(4)连接，再将螺旋收集管(3)的入口端通过导气管与采样管(2)连接；

c将螺旋收集管(3)进行水浴加热，水呈沸腾状态；

d开启电热保温带(22)电源预热5～10min；

e将采样管(2)***烟道中部的采样孔内，用法兰盘固定在采样孔处；

f开启真空泵(42)，打开气流调节阀，将真空泵(42)抽吸速度调至最大，开始采样，记录气表温度t℃和采样开始时湿式气表的起始读数V₁，

g当采集约300L烟气时，关闭真空泵(42)，停止采样，记录气表终止读数V₂，得到采集的烟气量V＝V₁-V₂；

h取下螺旋收集管(3)入口端和出口端的连接，用一段硅胶管连接螺旋收集管(3)的入口和出口端，防止SO₃外泄，以备分析；

i重复步骤(f)～(h)，共采集三个样品，测定结果为三个样品结果的平均值；

(2)SO₄ ^2-样品溶液制备：从螺旋收集管(3)出口端加入蒸馏水冲洗螺旋收集管，冲洗3～5次，将冲洗液全部转至250ml容量瓶中，定容至250ml摇匀作为样品溶液；

(3)SO₄ ^2-样品溶液分析：

a浓度为0.005mol/L的乙酸钡溶液的配制：

将1L的容量瓶放在漏斗架上，称取1.1g分子式是Ba(CH₃COO)₂·H₂O的乙酸钡、0.4g分子式是Pb(CH₃COO)₂·3H₂O的乙酸铅转移至容量瓶中，加入800ml异丙醇和3ml乙酸摇匀，加入100ml水摇晃10min加速固体溶解，定容到1L，将配好的乙酸钡溶液静置10～24小时使固体充分溶解，滴定前需标定乙酸钡溶液的准确浓度为C_Ba ²⁺；

b用移液管准确移取体积为v₀的SO₄ ^2-样品溶液于锥形瓶中，按异丙醇与样品溶液的体积比为4∶1的比例加入异丙醇，再加入浓度大于99％的乙酸与乙酸钡溶液形成PH≥3的弱酸性缓冲溶液，加入3～5滴浓度为0.2g/100ml的偶氮胂-III指示剂于SO₄ ^2-样品溶液中摇匀，此时溶液呈现玫瑰红色；用标定好的浓度为C_Ba ²⁺的乙酸钡溶液滴定SO₄ ^2-样品溶液至紫蓝色且1分钟内不再变色为滴定终点，记录消耗的乙酸钡溶液体积aml；

c用蒸馏水替代SO₄ ^2-样品溶液做空白实验，消耗乙酸钡溶液体积bml；

(4)将数据代入公式计算烟气中的SO₃含量

$C=\frac{(a-b)*C_{{\mathrm{Ba}}^{2+}}*(250/V_0)*(1/1000)*22.4*{10}^6}{V*\left(\frac{273.15}{273.15+t}\right)*\left(\frac{P_a+P_m-P_v}{101.325}\right)}$

其中：C-SO₃的浓度，ppm

a-滴定样品液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

b-滴定空白液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

C_Ba ²⁺-乙酸钡溶液的标定浓度，mol/L

v₀-分取样品液的体积，ml

V-采集的烟气量，L

t-湿式气表温度，℃

P_a-大气压，kPa

P_m-湿式气表压力，kPa

P_v-t℃时水的饱和蒸汽压，kPa

公式中湿式气表压力P_m是由于抽吸烟气速度较快时在气表内部形成的压力，测定SO₃时，一般取值0.1kPa，P_v是气表中的水在t℃时的饱和蒸汽压，根据气表中水的温度t℃可查得相应温度下的饱和蒸气压。

样品溶液中SO₄ ^2-浓度在0.1～5mg/10ml时适合滴定。如果制备的样品溶液浓度高于此值，适当稀释后再滴定；样品浓度小于0.5mg/10ml时，用微型滴定管滴定更准确，或蒸发浓缩样品溶液后再滴定。

在滴定前应对配制好的乙酸钡溶液浓度进行标定得到其准确浓度，方法如下：

1.配制0.05mol/L Na₂CO₃基准溶液

精确称量经270-300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠(Na₂CO₃)5.3000g溶于蒸馏水(经沸去除CO₂)中，定容至1L的容量瓶中。

2.配制0.05mol/L H₂SO₄溶液

量取2.78ml浓硫酸放入300ml水中，再稀释定容到1L。

3.用0.05mol/L Na₂CO₃基准溶液标定0.05mol/L H₂SO₄溶液

(1)精确量取10ml 0.05mol/L Na₂CO₃基准溶液于锥形瓶中，加100ml水在磁力搅拌器上搅拌；

(2)加溴甲酚绿-甲基红混合指示剂(0.3g溴甲酚绿和0.2g甲基红溶于400ml 95％乙醇中)10～15滴，溶液呈绿色。

(3)用0.05mol/L H₂SO₄滴定至粉红色为终点，消耗H₂SO₄溶液v₅ml。同时做空白实验，消耗H₂SO₄溶液v₆ml。

(4)计算H₂SO₄溶液的准确浓度c₂

c₂＝0.05×10/(v₅-v₆)

其中：v₅-滴定Na₂CO₃基准溶液时消耗的H₂SO₄溶液体积，ml

v₆-滴定空白时消耗的H₂SO₄溶液体积，ml

4.用H₂SO₄溶液标定乙酸钡溶液

(1)精确量取10ml H₂SO₄溶液于锥形瓶中；

(2)加入40ml异丙醇和1ml乙酸摇匀；

(3)加3～5滴偶氮胂-III指示剂(0.2g/100ml)摇匀，溶液呈玫瑰红色；

(4)用乙酸钡溶液滴定硫酸溶液至紫蓝色且在1分钟内不再变色为终点，消耗乙酸钡溶液v₃ml。同时做空白实验，消耗乙酸钡溶液v₄ml。

(5)计算乙酸钡溶液浓度C_Ba2+：

C_Ba2+＝c₂×10/(v₃-v₄)

其中：v₃-滴定硫酸溶液时消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

v₄-滴定空白时消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

本发明所述的SO₃的检测方法的有益效果是采样安全可靠、操作简单，分析结果更准确可靠、测定快速、操作简便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施例：

一、下面结合附图对本发明所述装置作进一步说明：

如图1所示，本发明由除尘机构1、采样管2、螺旋收集管3和抽吸机构4四大部分构成。除尘机构1包括除尘头11、脱脂棉过滤体12和铁丝13，其中除尘头11为通管结构，在除尘头11前部的管内脱脂棉过滤体12，由除尘头11前端口的铁丝13限位。采样管2由内管21、电热保温带22和外管23构成，电热保温带22用耐热胶带间隔地绑在内管21上，然后一起***外管23中，外管23通过接头6与除尘头11的后端螺纹连接，使内管21与除尘头11相通。

螺旋收集管3为进、出口均在上端的螺旋型通管结构，其进口通过导气管8与内管21的出口连接。抽吸机构4由第一洗气瓶41、真空泵42、第二洗气瓶43和湿式气表44等部件组成，其中第一洗气瓶41的进口通过硅胶软管5与螺旋收集管3的出口连接，第一洗气瓶41的出口通过硅胶软管9与真空泵42的进口相接，在该硅胶软管9上装有气流调节阀7；真空泵42的出口与第二洗气瓶43的进口软管连接，而第二洗气瓶43的出口通过硅胶软管与湿式气表44相通。

本发明是这样工作的：先将采样管2***烟道中部的采样孔内，用法兰盘固定在采样孔处。开启真空泵42，打开气流调节阀7，将真空泵42抽吸速度调至最大，开始采样，同时记录湿式气表44的初始读数。当采集所需烟气量时，关闭真空泵42，停止采样，记录气表44的终止读数。最后取下螺旋收集管3入口端和出口端的连接，用一段硅胶管连接螺旋收集管的入口和出口端，防止SO₃外泄，以备分析。

二、某燃煤电厂烟气中SO₃含量的检测

1.SO₃样品的采集

SO₃样品采集步骤如下：按照图1，(1)将电热保温带用耐热胶带间隔地绑在内管上，然后一起***外管中；(2)连接除尘机构和采样管；(3)将抽吸机构的第一洗气瓶、真空泵、第二洗气瓶和湿式气表等各部件依次连接；(4)检查抽吸机构的气密性，确认不漏气；(5)将螺旋收集管的出口端和抽吸机构连接，再将螺旋收集管的入口端通过导气管与采样管连接；(6)将螺旋收集管放入电加热水壶中水浴加热，水呈沸腾状态；(7)开启电热保温带电源预热8min；(8)将采样管***烟道中部的采样孔内，用法兰盘固定在采样孔处；(9)开启真空泵，打开气流调节阀，将真空泵抽吸速度调至最大，开始采样，记录气表温度t＝13℃和采样开始时湿式气表的起始读数V₁(L)；(10)当采集300L烟气时，关闭真空泵，停止采样，记录气表终止读数V₂(L)，计算实际采集的烟气量V＝V₁一V₂＝300L；(11)取下螺旋收集管入口端和出口端的连接，用一段硅胶管连接螺旋收集管的入口和出口端，防止SO₃外泄，以备分析；(12)重复步骤(9)～(11)共采集三个样品，再按以下步骤进行分析：

2.SO₄ ^2-样品溶液的制备

从螺旋收集管出口端加入蒸馏水冲洗螺旋管，冲洗三次，将冲洗液全部转至250ml容量瓶中，定容至250ml摇匀作为样品溶液。

3.SO₄ ^2-样品溶液的分析，具体步骤如下：

3.1试剂配制

(1)偶氮胂III溶液：0.2g/100ml，用作显色剂。

取0.2g偶氮胂III溶于100ml水，在磁力搅拌器上搅拌使其充分溶解，然后过滤，将滤液移入棕色瓶中保存。

(2)乙酸钡溶液：0.005mol/L，作滴定溶液。

将1L的容量瓶放在漏斗架上，称取1.1g乙酸钡(Ba(CH₃COO)₂·H₂O)、0.4g乙酸铅(Pb(CH₃COO)₂·3H₂O)转移至容量瓶中，加入800ml异丙醇和3ml乙酸摇匀，加入100ml水摇晃10min加速固体溶解，定容到1L。将配好的乙酸钡溶液静置10～24小时使固体充分溶解；滴定前标定乙酸钡溶液的准确浓度标定为C_Ba ²⁺＝0.00569mol/L；

(3)乙酸：浓度大于99％。

作用是与乙酸钡溶液形成缓冲溶液，为Ba²⁺与偶氮胂III的络合显色反应提供pH≥3的弱酸环境。

(4)异丙醇：分析纯。

作用：Ba²⁺与偶氮胂III的络合显色反应须在80％的异丙醇弱酸环境中进行。加入的异丙醇与样品溶液的体积比为4∶1。

3.2滴定

(1)用移液管准确移取10ml SO₄ ^2-样品溶液于300ml锥形瓶中，加入40ml异丙醇、1ml乙酸和3～5滴偶氮胂-III指示剂于SO₄ ^2-样品溶液中摇匀，此时溶液呈现玫瑰红色。

(2)用预先配制标定好的浓度为C_Ba ²⁺＝0.00569mol/L乙酸钡溶液滴定SO₄ ^2-样品溶液至紫蓝色且1分钟内不再变色为滴定终点，记录消耗的乙酸钡溶液体积a＝2.07ml。滴定时剧烈摇动锥形瓶。

(3)用蒸馏水替代SO₄ ^2-样品溶液按步骤(1)、(2)做空白实验，消耗乙酸钡溶液体积b＝0.05ml。

4.计算烟气中SO₃含量

$C=\frac{(a-b)*C_{{\mathrm{Ba}}^{2+}}*(250/V_0)*(1/1000)*22.4*{10}^6}{V*\left(\frac{273.15}{273.15+t}\right)*\left(\frac{P_a+P_m-P_v}{101.325}\right)}$

其中：C-SO₃的浓度，ppm

a-滴定样品液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

b-滴定空白液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

C_Ba ²⁺-乙酸钡溶液的标定浓度，mol/L

v₀-分取样品液的体积，ml

V-采集的烟气量，L

t-湿式气表温度，℃

P_a-大气压，kPa

P_m-湿式气表压力，kPa

P_v-t℃时水的饱和蒸汽压，kPa

上面实施例中所列数据为采集的第一个SO₃样品测定数据，将各数掘代入上面的公式，其中a＝2.07ml，b＝0.05ml，C_Ba ²⁺＝0.00569mol/L，v₀＝10ml，V＝300L，t＝13℃，P_a＝101.32kPa，P_m＝0.1kPa，P_v＝1.50kPa，计算出第一个SO₃样品的浓度为22.8ppm。在不同时刻在同一位置再采集两个样品，求得第二个、第三个SO₃样品的浓度分别为20.9ppm、19.2ppm(见表1)。对三个样品SO₃浓度求平均值即得到烟气中SO₃含量为21.0ppm。

表1某燃煤电厂烟气中SO₃测定数据及结果

乙酸钡浓度CBa 2+：0.00569mol/L								大气压：101.32kPa
											测试地点	测点	时间	采集烟气体积V	气表温度t	饱和蒸气压Pv	分析实验值			SO3浓度
分取量v0	滴定值a	空白值b		平均值
					L	℃	kPa	ml	ml	ml							ppm	ppm
脱硫塔入口	C-3	10:00	300	13.0										1.50	10	2.07			0.05	22.8	21.0
					C-3	10:16	300	13.0	1.50	10	1.90	0.05	20.9
	C-3	10:48	300	12.5										1.45	10	1.75	0.05	19.2

分取量：是滴定时从250毫升容量瓶中移取的SO₄ ^2-样品溶液的体积。

Claims (5)

1、一种烟气中三氧化硫的采样装置，其特征在于：它包括除尘机构(1)、采样管(2)、螺旋收集管(3)和抽吸机构(4)，其中除尘机构(1)安装在采样管(2)的入口端，该采样管(2)的出口端通过管路与螺旋收集管(3)的进口连接，所述螺旋收集管(3)的进、出口均位于螺旋形的上端，其出口通过硅胶软管(5)与所述抽吸机构(4)相通。

2、根据权利要求1所述的烟气中三氧化硫的采样装置，其特征在于：所述除尘机构(1)由除尘头(11)、脱脂棉过滤体(12)和铁丝(13)构成，其中除尘头(11)为通管结构，在除尘头(11)前部的管内装有脱脂棉过滤体(12)，由除尘头(11)前端口的铁丝(13)限位，除尘头(11)的后端通过接头(6)与所述采样管(2)螺纹连接。

3、根据权利要求1所述的烟气中三氧化硫的采样装置，其特征在于：所述采样管(2)由内管(21)、电热保温带(22)和外管(23)构成，电热保温带(22)位于内管(21)与外管(23)之间并包裹在内管(21)上。

4、根据权利要求1所述的烟气中三氧化硫的采样装置，其特征在于：所述抽吸机构(4)由第一洗气瓶(41)、真空泵(42)、第二洗气瓶(43)和湿式气表(44)依次通过管路连接而成，在第一洗气瓶(41)与真空泵(42)之间的管路上装有气流调节阀(7)。

5、一种烟气中SO₃含量的检测方法，包括以下步骤：

(1)SO₃样品采集：利用权利要求1所述的三氧化硫的采样装置将烟气中的SO₃收集在螺旋管(3)中，步骤如下：

a检查抽吸机构(4)的气密性，确认不漏气；

b将螺旋收集管(3)的出口端和抽吸机构(4)连接，再将螺旋收集管(3)的入口端通过导气管与采样管(2)连接；

c将螺旋收集管(3)进行水浴加热，水呈沸腾状态；

d开启电热保温带(22)电源预热5～10min；

e将采样管(2)***烟道中部的采样孔内，用法兰盘固定在采样孔处；

f开启真空泵(42)，打开气流调节阀，将真空泵(42)抽吸速度调至最大，开始采样，记录气表温度t℃和采样开始时湿式气表的起始读数V₁，

g当采集约300L烟气时，关闭真空泵(42)，停止采样，记录气表终止读数V₂，得到采集的烟气量V＝V₁-V₂；

h取下螺旋收集管(3)入口端和出口端的连接，用一段硅胶管连接螺旋收集管(3)的入口和出口端，防止SO₃外泄，以备分析；

i重复步骤(f)～(h)，共采集三个样品，测定结果为三个样品结果的平均值；

(2)SO₄ ^2-样品溶液制备：从螺旋收集管(3)出口端加入蒸馏水冲洗螺旋收集管，冲洗3～5次，将冲洗液全部转至250ml容量瓶中，定容至250ml摇匀作为样品溶液；

(3)SO₄ ^2-样品溶液分析：

a浓度为0.005mol/L的乙酸钡溶液的配制：

将1L的容量瓶放在漏斗架上，称取1.1g分子式是Ba(CH₃COO)₂·H₂O的乙酸钡、0.4g分子式是Pb(CH₃COO)₂·3H₂O的乙酸铅转移至容量瓶中，加入800ml异丙醇和3ml乙酸摇匀，加入100ml水摇晃10min加速固体溶解，定容到1L，将配好的乙酸钡溶液静置10～24小时使固体充分溶解，滴定前需标定乙酸钡溶液的准确浓度为C_Ba ²⁺；

b用移液管准确移取体积为v₀的SO₄ ^2-样品溶液于锥形瓶中，按异丙醇与样品溶液的体积比为4∶1的比例加入异丙醇，再加入浓度大于99％的乙酸与乙酸钡溶液形成PH≥3的弱酸性缓冲溶液，加入3～5滴浓度为0.2g/100ml的偶氮胂-III指示剂于SO₄ ^2-样品溶液中摇匀，此时溶液呈现玫瑰红色；用标定好的浓度为C_Ba ²⁺的乙酸钡溶液滴定SO₄ ^2-样品溶液至紫蓝色且1分钟内不再变色为滴定终点，记录消耗的乙酸钡溶液体积aml；

c用蒸馏水替SO₄ ^2-样品溶液做空白实验，消耗乙酸钡溶液体积bml；

(4)将数据代入公式计算烟气中的SO₃含量

$C=\frac{(a-b)*C_{{\mathrm{Ba}}^{2+}}*(250/V_0)*(1/1000)*22.4*{10}^6}{V*\left(\frac{273.15}{273.15+t}\right)*\left(\frac{P_a+P_m-P_v}{101.325}\right)}$

其中：C-SO₃的浓度，ppm

a-滴定样品液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

b-滴定空白液所消耗的乙酸钡溶液的体积，ml

C_Ba ²⁺-乙酸钡溶液的标定浓度，mol/L

v₀-分取样品液的体积，ml

V-采集的烟气量，L

t-湿式气表温度，℃

P_a-大气压，kPa

P_m-湿式气表压力，kPa

P_v-t℃时水的饱和蒸汽压，kPa

公式中湿式气表压力P_m是由于抽吸烟气速度较快时在气表内部形成的压力，测定SO₃时，一般取值0.1kPa，P_v是气表中的水在t℃时的饱和蒸汽压，根据气表中水的温度t℃可查得相应温度下的饱和蒸气压。

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