一種循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統的製作方法

2023-12-06 07:38:41

專利名稱：一種循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線氣體分析系統，具體是一種焦爐煤氣氧分析系統。
技術背景
冶金、焦化兩行業焦爐煤氣中含有大量的易燃易爆成份而且含有較多的焦油苯 萘、NH3、硫等雜質，極易堵塞管道、儀表、閥門等，所以焦爐煤氣必須經過電捕焦器， 除焦油後才可利用。為了保證高壓電捕焦器的安全運行，分析控制爐氣中的氧含量濃度 必須小於1%才能滿足高效率、低能耗、低汙染的文明生產的要求。我國是產煤大國，大 大小小的煤焦化廠不小於5000家，由於煤氣背景複雜，煉焦煤工藝水平與國外尚有較 大差距，工況條件較為惡劣，缺乏行之有效的預處理分析儀器，因此我國大多數用戶目 前仍停留在手工15分鐘分析一次的非自動監測水平。而進口分析系統不僅價格昂貴， 而且不適應中國國情，所以研製一種擁有自主智慧財產權，高效的焦爐煤氣氧分析系統， 既適應中國國情又能填補國內空白，成為當前急需解決的關鍵問題。 實用新型內容
本實用新型所要解決的問題是提供一種價格低廉、性能優異的的焦爐煤氣氧分析系 統，其既能夠適合中國國情，又可以滿足焦化行業工況條件惡劣，焦油煤氣成份複雜， 過濾純化樣氣難度大的技術需求。
本實用新型所述的一循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，它主要包括除焦油探頭 和流動循環熱水清洗裝置兩部分；其中
除焦油探頭包括取樣管、進樣氣閥、焦油分離器、製冷器和蒸汽自動反吹裝置， 上述部件均置於箱體中，取樣管一端連接工藝管道，另一端經進樣氣閥連接焦油分離器 入口，焦油分離器出口則連接流動循環熱水清洗裝置的射流泵；製冷器，最好採用渦旋 製冷器，其安裝在焦油分離器上對樣氣製冷除溼，蒸汽自動反吹裝置安裝在焦油分離器 出口處通過蒸汽自動反吹使雜質排出；密封樣氣經過製冷器和焦油分離器實現一級過 濾，使樣氣中的焦油及苯萘等易結晶物冷凝於焦油鋒離器上，然後通過蒸汽自動反吹清 除。經過一級過濾的樣氣進入流動循環熱水清洗系統進行二級過濾。
流動循環熱水清洗裝置包括清洗罐、水泵、射流泵、三級氣液分離器，水穩壓器和 除溼器，水泵出口連接射流泵入口，射流泵出口連接一級氣液分離器， 一級氣液分離器的下出口連接清洗罐，上出口依次連接二級氣液分離器、三級氣液分離器至除溼器，二、 三級氣液分離器的下出口置於水穩壓器的不同深度，利用水位差對二、三級氣液分離器 產生穩壓作用，使樣氣保持恆定的壓力而流入除溼器，清洗罐的下出水口連接水泵，除 溼器出口則連接分析儀器。在清洗罐中裝有加熱管和溫控器，使水溫保持在40-60'C左 右並形成循環熱水，通過水射流及水洗進行穩壓過濾，蒸汽與樣氣充分混合後能有效地 溶解樣氣中所攜帶的易溶物質如NH3及焦油等，由於溫度較高，低溫易結晶物(如苯、 奈)不會出現，防止管道堵塞。
本實用新型由製冷取樣單元，循環熱水水洗預處理單元，乾燥，排空，自動報警及 分析儀表等組成，分析櫃內有電路及氣路，電控及機械控制等操作程序。可進行靈活、 方便、正確的各項操作。技術創新方案有(D渦旋過濾除溼探頭列管式布局，可有效地分 散流速，提高煙氣製冷程度。可調的製冷溫度控制系統，在保證製冷效果的前提下又能 防止探頭過冷而結冰。再採取蒸汽自動反吹技術實現一級過濾，能有效地過濾焦油及冷 凝結晶的苯、萘等有機物。②二級過濾採用加熱和溫控裝置，採用高壓水泵循環熱水水 洗技術，通過射流泵把樣氣帶入氣液分離器，保證泵後氣路暢通不降溫，防止殘餘的少 量焦油冷凝和苯萘的再次結晶，同時有效的溶解NH3等易溶解物質，使這些雜質進入水 箱進行清洗，水箱裝有蠕動泵自動排流裝置，既能保證液面上端懸浮焦油排出，又能防 止樣氣與空氣接觸而導致氧含量升高。在取樣時為保證氧氣的純度和乾燥度，設置了幹 燥箱和排空管道，保證分析值準確。
在本實用新型中，焦油煤氣進取樣管經過焦油分離器和渦旋製冷器實現一級過濾， 能有效的冷凝過濾焦油及苯.萘等低熔點和易結晶雜質，並通過定期蒸汽自動反吹清除， 過濾效果達80%以上。另外採取流動循環熱水清洗方式，實現二級過濾，利用水泵產生 的高壓熱水通過射流泵把樣氣帶入氣液分離器進一步清除焦油和溶解NH3等有機物，保 證管路和儀表不堵塞。高壓水進入恆溫水箱實現熱水循環，既適應我國國情又能達到節 能節水的目的。通過二級過濾後，樣氣中的焦油及苯萘易結晶物和NH3等易溶有機物大 大減少，過濾效果可達到95% 98%以上。從而可高效分析和控制焦爐煤氣中的氧含量<1% 以確保生產安全。


圖1製冷除溼探頭(一級過濾)及循環熱水水洗焦爐煤氣(二級過濾)結構示意圖。圖2焦爐煤氣氧分析系統流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，包括除焦油探頭 和流動循環熱水清洗裝置兩部分；其中
除焦油探頭包括取樣管2、進樣氣閥3、焦油分離器4、製冷器5和蒸汽自動反吹 裝置，上述部件均置於箱體l中，取樣管2—端連接工藝管道，另一端經進樣氣閥3連 接焦油分離器4入口，焦油分離器4出口則連接流動循環熱水清洗裝置的射流泵8，制 冷器5安裝在焦油分離器4上對樣氣製冷除溼，蒸汽自動反吹裝置安裝在焦油分離器4 出口處通過蒸汽自動反吹使雜質排出；
流動循環熱水清洗裝置包括清洗罐6、水泵7、射流泵8、三級氣液分離器IO、 11、 12，水穩壓器13和除溼器14，水泵7出口連接射流泵9入口，射流泵9出口連接一級 氣液分離器10， 一級氣液分離器10的下出口連接清洗罐6，上出口依次連接二級氣液 分離器ll、三級氣液分離器12至除溼器14， 二、三級氣液分離器ll、 12的下出口置 於水穩壓器13的不同深度，利用水位差對二、三級氣液分離器ll、 12產生穩壓作用， 使樣氣保持恆定的壓力而流入除溼器14,清洗罐6的下出水口連接水泵7，除溼器14
出口則連接分析儀器。
其工藝流程如圖2所示，樣氣從取樣管2進入焦油分離器4，通過渦旋製冷器5制 冷除溼實現一級過濾，使焦油在探頭冷凝，苯萘等易結晶物結晶，關閉電磁閥21通過 蒸汽自動反吹，使雜質排出。然後關閉電磁閥22，閥21打開，使樣氣經過過渡接頭23 進入循環熱水水洗系統。該系統由清洗罐6，水泵7，射流泵8，三級氣液分離器10、 11、 12，水穩壓器13，除溼器14等組成。射流泵8在高壓水的衝擊壓力下把樣氣帶入 一級氣液分離器IO，由於清洗罐6中裝有加熱和溫控裝置，保持40-6(TC的恆溫水，通 過水泵7產生循環熱水對管內氣體進行清洗和過濾，浮於水面的焦油在液面經蠕動泵24 吸出由排流口排出，NH3等易溶解物迅速溶於水中，少量的苯萘等雜質也不會結晶而流 入水箱，使整個管道暢通無阻，分析和取樣流程均處於熱態，這樣經過循環熱水的反覆 清洗，使焦爐煤氣中的雜質得以清除。較純淨的樣氣從一級氣液分離器10上端出口進 入二級和三級氣液分離器ll、 12，水穩壓器13利用水位差對二級和三級氣液分離器產 生穩壓作用，使樣氣保持恆定的壓力而流入除溼器14，除去樣氣中剩餘水分，目的是使 現場使用過程中不會因環境溫度變化，冷凝水回流到儀表中去影響分析效果。之後經過
5一系列處理的純正樣氣依次通過手動三通閥25、流量計26至分析儀表27分析氧含量， 多餘氣體從排空管道排出。通過以上二級過濾，使焦油過濾程度達到95_98%以上，苯萘 等易結晶物和順3等易溶解物過濾程度>90%，探頭免維護，系統維護周期〉6個月，系 統響應時間《30秒，儀表響應時間《2秒，並設有自動報警裝置煤氣中的氧含量不大於 1%，以保證電捕絲焦油器的安全運行，確保安全生產，節能降耗，提高效率。
權利要求1、一種循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，其特徵是它包括除焦油探頭和流動循環熱水清洗裝置兩部分；其中除焦油探頭包括取樣管(2)、進樣氣閥(3)、焦油分離器(4)、製冷器(5)和蒸汽自動反吹裝置，上述部件均置於箱體(1)中，取樣管(2)一端連接工藝管道，另一端經進樣氣閥(3)連接焦油分離器(4)入口，焦油分離器(4)出口則連接流動循環熱水清洗裝置的射流泵(8)，製冷器(5)安裝在焦油分離器(4)上對樣氣製冷除溼，蒸汽自動反吹裝置安裝在焦油分離器(4)出口處通過蒸汽自動反吹使雜質排出；流動循環熱水清洗裝置包括清洗罐(6)、水泵(7)、射流泵(8)、三級氣液分離器(10、11、12)，水穩壓器(13)和除溼器(14)，水泵(7)出口連接射流泵(9)入口，射流泵(9)出口連接一級氣液分離器(10)，一級氣液分離器(10)的下出口連接清洗罐(6)，上出口依次連接二級氣液分離器(11)、三級氣液分離器(12)至除溼器(14)，二、三級氣液分離器(11、12)的下出口置於水穩壓器(13)的不同深度，利用水位差對二、三級氣液分離器(11、12)產生穩壓作用，使樣氣保持恆定的壓力而流入除溼器(14)，清洗罐(6)的下出水口連接水泵(7)，除溼器(14)出口則連接分析儀器。
2、 根據權利要求1所述的循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，其特徵是所述制 冷器(5)是渦旋製冷器。
3、 根據權利要求1或2所述的循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，其特徵是所 述清洗罐(6)中裝有加熱和溫控裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種循環熱水水洗焦爐煤氣氧分析系統，包括除焦油探頭和流動循環熱水清洗裝置；除焦油探頭的部件置於箱體中，取樣管一端連接工藝管道，另一端經進樣氣閥連接焦油分離器，再至流動循環熱水清洗裝置的射流泵；製冷器安裝在焦油分離器上，蒸汽自動反吹裝置安裝在焦油分離器出口處；流動循環熱水清洗裝置中，水泵出口連接射流泵入口，射流泵出口連接一級氣液分離器，一級氣液分離器的下出口連接清洗罐，上出口依次連接二級、三級氣液分離器至除溼器；通過二級過濾後，樣氣中的焦油及苯萘易結晶物和NH3等易溶有機物大大減少，過濾效果可達到95％~98％以上。從而可高效分析和控制焦爐煤氣中的氧含量＜1％以確保生產安全。
文檔編號G01N1/34GK201262605SQ20082003843
公開日2009年6月24日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者索紀文 申請人:索紀文