一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭的製作方法

2023-12-10 00:12:51 1

專利名稱：一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及採樣探頭，特別涉及一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭。
背景技術：
在工業生產過程中，會產生或使用很多氣體，對上述氣體進行在線分析對 於實現生產工藝優化、安全控制或環保排放控制至關重要。例如在克勞斯硫磺 回收工藝中，為了使硫磺回收達到最佳效果，需要測量管道內硫化氫和二氧化
硫氣體的摩爾比，並將測量結果反饋到DCS，從而控制進氣量，使所述摩爾比 為2:1。
通常使用熱法測量硫磺比值，如Brimstone公司採用的方式，如圖1所示， 使用探頭52取樣被測管道51中的含硫氣體，後經過較長的氣體管線通到複雜 的預處理裝置53去除其中的硫蒸氣，然後通入測量室54中測量，測量室54的 兩側安裝光電器件。所述系統是在測量室54的下遊安裝射流泵6，從而抽出被 測管道51內的含硫氣體。所述射流泵6包括吸入氣通道61 、噴射氣通道63和 入射氣通道62，所述入射氣通道62和噴射氣通道63同線，而吸入氣通道61和 噴射氣通道63的夾角為90。。為了減少氣路冷凝硫堵塞的危險，還需要把氣路 (包括氣體管線、預處理系統、測量室、射流泵等，還包括系統中的調零和標 定用氣體管線)中的部件加熱到較高溫度，如15(TC。
上述技術方案主要具有以下不足
1、 利用分離的部件實現含硫氣體的採樣、管線傳輸、硫蒸氣過濾、濃度分 析、最後排回管道，並採用全程伴熱，結構複雜，可靠性低。
2、 射流泵的吸入氣通道與噴射氣通道的夾角為90。，氣體中殘留的硫易堵 塞射流泵，造成系統無法正常採樣。
3、 被測管道內的氣體要經過較長的氣體管道才能通入測量室，響應速度低。
4、 成本高，諸多的部件提高了生產成本；為了使用射流泵，還要配備專門
的高壓氣源，提高了使用成本。
5、工程維護量大，需要定期維護所述過濾器拆下過濾器並清洗，之後再 安裝上，過程複雜，耗時長。
為了解決上述技術方案中結構複雜、響應速度低的不足，申請號為
200710068291.8的中國專利披露了一種在位式硫磺比值儀，如圖2所示。所述 比值儀包括測量頭以及與之相連接的採樣管ll，測量頭內設有測量室18，採樣 管內設置進氣管13和出氣管14。測量室18連接進氣管和出氣管，連接測量室 和出氣管的通道上安裝射流裝置所述射流裝置的入射氣通道15與吸入氣通道 16間的夾角為銳角，吸入氣通道16和出射氣通道17共線。
上述射流裝置把管道內的含硫氣體抽送到測量室18內，之後再送回管道內。 所述射流裝置只是一定程度上減緩了管路中硫的集結，所述比值儀可連續工作 的時間也不會超過10天；再有，射流裝置中使用的高壓引流氣體提高了運行成 本。

實用新型內容
本實用新型的目的是解決現有技術中的上述不足，提供了一種連續工作時 間長、成本低、維護量小的應用在硫磺比值測量中的採樣探頭。 為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，包括安裝在含硫氣體管道上的採 樣管、氣體室和回樣管，所述採樣管、氣體室和回樣管的內部連通，形成流路; 所述採樣管的管口迎著所述管道內含硫氣體的流向，所述回樣管的管口處於所 述管道內。
作為優選，所述流路的水力直徑的最小值大於或等於2mm。 作為優選，所述回樣管的水力直徑的最小值大於所述採樣管的水力直徑的 最小值。
作為優選，所述採樣管的管口是楔形。
作為優選，回樣管的管口背對於所述管道內含硫氣體的流向。 作為優選，所述採樣管的一端安裝調節含硫氣體進氣速度的調節裝置。 作為優選，所述調節裝置是可調節的擋氣片。
作為優選，所述回樣管安裝在所述採樣管內。
本實用新型的基本原理是採用冷法採樣，也即在管道內含硫氣體具有 流速的情況下，利用採樣管管口與回樣管管口間的壓力差，通過動壓取樣法實 現對含硫氣體的採樣，無需動力部件；通過合理設計流路的水力直徑(四倍的 截面積除以溼周稱為流路的水力直徑)的最小值，使採樣探頭可連續工作的時 間變長，同時響應時間也較小。
與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果-
1、 連續工作時間長，動壓取樣法的採用有助於含硫氣體的流通，降低了發 生堵塞的時間，大量的實驗表明，防堵效果好，可連續工作時間超過20天。
2、 依靠本設計，使具有流速的含硫氣體自行進入所述氣體室內，並通過回 樣管回流到管道內，節省了高壓氣體，降低了運行成本。
3、 維護量小，無需使用過濾器、射流泵，也就無需維護上述器件。

圖1是一種現有硫磺比值測量系統的結構示意圖； 圖2是另一種現有硫磺比值測量系統的結構示意圖； 圖3是本實用新型實施例1中的採樣探頭的結構示意圖； 圖4是本實用新型實施例2中的採樣探頭的結構示意圖； 圖5是本實用新型實施例3中的採樣探頭的結構示意圖； 圖6是本實用新型實施例4中的採樣探頭的結構示意圖； 圖7是本實用新型實施例5、 6中的採樣探頭的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳盡描述。 實施例1:
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，如圖3所示，包括採樣管2、氣體 室3和回樣管4。
所述採樣管2和回樣管4安裝在含硫氣體管道1上，並共同連接氣體室3; 所述採樣管2、氣體室3和回樣管4的內部連通，形成流路，所述流路的水力直 徑的最小值為2mm:所述採樣管2的水力直徑的最小值為2mm，也即圖示22
部分，所述回樣管4的水力直徑的最小值為4mm，所述氣體室的水力直徑的最 小值為15mm;所述採樣管2的管口 21是楔形，並迎著管道1內含硫氣體的流 向，而回樣管4的管口 41則背對著管道1內含硫氣體的流向。
上述採樣探頭的工作方式為管道1內的含硫氣體具備常規的流速，如5m/s, 從而在所述採樣管l的管口21和回樣管4的管口41間產生壓力差。因此，含 硫氣體以一定的流速通過採樣管2進入所述氣體室3，並通過所述回樣管4回流 到管道l內，氣體室3內不斷得到置換的含硫氣體則能夠用於測量。 實施例2:
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，如圖4所示，與實施例l不同的
是
1、 採樣管2的管口安裝用於調節含硫氣體進氣速度的調節裝置23:可沿所
述採樣管2伸縮的擋氣片；
2、 所述流路的水力直徑的最小值為7mm:所述採樣管2的水力直徑的最小 值為7mm，所述回樣管4的水力直徑的最小值為9mm，所述氣體室3的水力直 徑的最小值為20mm。
上述採樣探頭的工作方式與實施例l不同的是，可以通過調整所述檔氣片 的伸縮去控制含硫氣體的進氣速度，以適應不同的工況。 實施例3:
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，如圖5所示，與實施例l不同的
是
1、 採樣管2的管口21採用缺口形狀，回樣管4的管口41平行於含硫氣體 的流向；
2、 所述流路的水力直徑的最小值為15mm:所述採樣管2的水力直徑的最 小值為20mm，所述回樣管4的水力直徑的最小值為30mm,所述氣體室3的水 力直徑的最小值為20mm。
上述採樣探頭的工作方式與實施例1相同。 實施例4:
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，如圖6所示，與實施例3不同的
是
1、 回樣管4的管口41是楔形(楔角為89。)，並迎著含硫氣體的流向；
2、 所述流路的水力直徑的最小值為20mm:所述採樣管2的水力直徑的最 小值為30mm，所述回樣管4的水力直徑的最小值為30mm，所述氣體室3的水 力直徑的最小值為20mm。
上述採樣探頭的工作方式與實施例3相同。
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，如圖7所示，與實施例l不同的
是
1 、所述回樣管4安裝在所述採樣管2內，
2、所述流路的水力直徑的最小值為8mm:所述氣體室3上的進氣孔31的 水力直徑為8mm，所述採樣管2的水力直徑為50mm，所述回樣管4的水力直 徑的最小值為18mm，所述氣體室3內的水力直徑的最小值為20mm。
上述採樣探頭的工作方式為管道l內的含硫氣體具備常規的流速，從而 在所述採樣管l的管口21和回樣管4的管口41間產生壓力差。因此，含硫氣 體以一定的流速通過採樣管2、進氣孔31講入所述氣體宰3，並誦討所沭問樣 管4回流到管道1內，氣體室3內不斷得到置換的含硫氣體則能夠用於測量。 實施例6:
一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，與實施例5不同的是所述流路 的水力直徑的最小值為llmm:所述氣體室上的進氣孔的水力直徑為llmm，所 述採樣管的水力直徑為35mm,所述回樣管的水力直徑的最小值為15mm，所述 氣體室內的水力直徑的最小值為30mm。
上述採樣探頭的工作方式與實施例5相同。
大量的現場實驗表明，採用本發明技術方案的採樣探頭應用在硫磺比值儀 中時，可連續工作的時間均超過20天，而且響應時間也能很好地滿足客戶的需 求。
需要指出的是，上述實施方式不應理解為對本實用新型保護範圍的限制。 本實用新型的關鍵是，採樣管的管口迎著氣流的方向，採樣管、氣體室和回樣
管的內部連通，形成流路；管道內具有一定流速的含硫氣體自行進入所述氣體
室內。在不脫離本實用新型精神的情況下，對本實用新型作出的任何形式的改 變均應落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，包括採樣管、氣體室和回樣管，所述採樣管安裝在含硫氣體管道上；所述採樣管、氣體室和回樣管的內部連通，形成流路；所述採樣管的管口迎著所述管道內含硫氣體的流向，所述回樣管的管口處於所述管道內。
2、 根據權利要求1所述的採樣探頭，其特徵在於所述流路的水力直徑的 最小值大於或等於2mm。
3、 根據權利要求2所述的採樣探頭，其特徵在於所述回樣管的水力直徑 的最小值大於所述採樣管的水力直徑的最小值。
4、 根據權利要求1或2或3所述的採樣探頭，其特徵在於所述採樣管的管口是楔形。
5、 根據權利要求1或2或3所述的採樣探頭，其特徵在於回樣管的管口 背對於所述管道內含硫氣體的流向。
6、 根據權利要求1或2或3所述的採樣探頭，其特徵在於所述採樣管的一端安裝調節含硫氣體進氣速度的調節裝置。
7、 根據權利要求6所述的採樣探頭，其特徵在於所述調節裝置是可調節的擋氣片。
8、 根據權利要求1或2或3所述的採樣探頭，其特徵在於所述回樣管安 裝在所述採樣管內。
專利摘要本實用新型公開了一種應用在硫磺比值測量中的採樣探頭，包括安裝在含硫氣體管道上的採樣管、氣體室和回樣管，所述採樣管、氣體室和回樣管的內部連通，形成流路；所述採樣管的管口迎著所述管道內含硫氣體的流向，所述回樣管的管口處於所述管道內。本實用新型結構簡單、可連續工作時間長、成本低、響應時間短、不會汙染管道內的氣體。
文檔編號G01N1/24GK201210123SQ20082008816
公開日2009年3月18日 申請日期2008年6月17日 優先權日2008年6月17日
發明者李增珍 申請人:王 健