取样和样品处理系统的优化方案

样品处理的难点在于硫蒸气的结晶堵塞问题，尾气中的硫黄呈雾状，一旦进入分析器，将污染样品室，甚至堵塞测量管路。为此采取了以下措施：分析仪直插在工艺管道上，样品处理箱紧靠取样点，取样管路和阀门用蒸汽加热保温，设置除雾器脱除单质硫，定时对采样管路和测量室进行吹扫等。

图11.17是H2S/SO2比值分析仪的气路图。仪器直接插在工艺管道上。正常采样测量时，在仪表空气（加热至150~160℃）驱动的文丘里抽吸器作用下，样气经进样阀、除雾器到测量室，然后从抽吸器经样品返回阀返回工艺管道。

除雾器的原理是利用冷的仪表空气对除雾器局部降温（冷却到129℃），使饱和硫蒸气冷凝成液态硫，在重力作用下自动返回工艺管道，然后再将样品升温至143~160℃，这样，送入后续的测量室等部件时就不会产生硫的冷凝现象，确保后面的样品管路通畅。

图11.17　H2S/SO2比值分析仪气路图

当仪器调零、校验或进行自动吹扫时，三通电磁阀SV1切断到抽吸器的动力气源，吹扫空气在进入测量室前分成两路：一路经除雾器、样品进口阀反吹进样管路；另一路吹扫测量室、抽吸器和样品返回阀，此时仪器样品通路没有进样。

反吹介质有仪表空气和蒸汽两种。在一般情况下由加热的仪表空气反吹，反吹是自动进行的。反吹间隔时间2~4 h不等，根据具体工况决定，一般180 min/次。当气样中有氨气存在时，会和二氧化碳反应生成铵盐，铵盐会堵塞反吹回路，再用空气反吹不起作用，只能采用蒸汽反吹，蒸汽的水解作用可以清除氨盐。

取样和样品处理系统的工作过程如下：(www.xing528.com)

①捕集器出口尾气管线取样点压力0.03 MPa、温度160℃。样品取出后立即送入电加热的样品处理箱，样品箱安装在根部取样阀之上、紧接根部阀的位置。根部取样阀及其与尾气管道连接的短管应采用蒸汽夹套保温。现场低压饱和蒸汽仅能达到0.5~0.6 MPa、152~159℃，最好用0.7 MPa、1 165℃以上的中压饱和蒸汽，且蒸汽夹套应严密包裹石棉保温。

②硫在112.8℃开始熔化，变成黄色易流动液体，温度上升到160℃时，液态硫的颜色变深，黏度增加。据此，样品箱的温度应控制在112.8~160℃。当然，硫蒸气的物理性质与单质硫会有一些差异，且硫蒸气的性质不仅受温度影响，还会受压力的影响。

根据对脱硫尾气中硫蒸气性质的研究，将分析仪器样品箱内样气的温度控制在143~160℃（电加热器的温度为190℃，带温控）。

③为了防止硫蒸气冷凝堵塞样品管路及污染测量气室，样品箱内设有除雾器。除雾器上层为金属网，下层为聚四氟乙烯网。

通过仪表风盘管将除雾器内温度降至≤129℃，控制在129~127℃，使硫蒸气冷凝成液态硫，在重力作用下流回工艺管道，而不会凝结成固态硫造成堵塞。根据使用经验，除雾器的温度不可低于127℃，否则易造成除雾器过负荷（积雾过多），更可不可低于其凝固点112.8℃。在除雾器插入一支热电阻测温，通过控制仪表风的通断来控制除雾器内的温度。

④然后再将离开除雾器的样品升温至143~160℃，送入后续的测量气室等部件时就不会产生硫的冷凝现象，确保后面的样品管路通畅。测量气室的温度应控制在150~160℃，最佳温度为155℃，不可低于145℃。

⑤依靠文丘里抽吸器（喷射泵、射流泵）形成的低压将样品从尾气管道中取出。第二流体一般采用仪表空气。为了防止样品冷凝堵塞，仪表空气预先经盘管加热至150~160℃再通入文丘里抽吸器。

⑥取样探管采用套管结构，内管1/2 inch，用于取样；外管1 inch，用于分析后样气返回工艺管道。取样流量为2 L/min，样品流量的控制是通过手动调节文丘里抽吸器第二流体的流速（压力）实现的。样品流量的测量则是通过测量除雾器出口样品的压力（流量）实现的，其压力一般控制在13~15 psig（0.09~0.1 MPa）。