焦爐煤氣氧含量分析裝置的製作方法
2023-11-05 22:30:52
專利名稱：焦爐煤氣氧含量分析裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及焦化行業中焦爐煤氣氧含量的在線測量設備，更具體 地說，涉及一種焦爐煤氣氧含量分析裝置，該分析裝置能夠有利於去除樣 品氣內的萘、焦油凝結物，避免管道堵塞。
背景技術：
在焦化行業中，需要對焦爐煤氣的氧含量進行在線測量和分析。請參閱圖1所示，目前，所採用的焦爐煤氣氧含量分析裝置包括採樣組件110、 預處理組件120、分析儀130和機櫃，釆樣組件110與預處理組件120、 分析儀130依次通過管道連通，釆樣組件110進一步包括採樣探頭111、 蒸汽噴射泵112，採樣探頭111通過蒸汽噴射泵112對焦爐煤氣工藝管道 l中的樣品氣進行採樣，並輸入至蒸汽噴射泵112，蒸汽噴射泵112有三 個接口， 一接口與蒸汽管道2連通，蒸汽進入蒸汽噴射泵112內與樣品氣 混合；預處理組件120、分析儀130均設於機櫃內，預處理組件120進一 步包括水射流泵121、氣水分離器122和回流環123,並依次連通，水射 流泵121有三個接口， 一接口與蒸汽噴射泵112連接相通，另一接口與蒸 汽冷凝水管道3連接相通，水射流泵121將蒸汽噴射泵112內混合後的樣 品氣吸入後，通入蒸汽冷凝水進行混合，混合後樣品氣中的蒸汽冷卻成水， 並且樣品氣中的灰塵、部分的萘、焦油等凝結物被水洗去。水射流泵121 內的樣品氣與水的混合物進入氣水分離器122進行氣水分離，分離後的樣 品氣向上進入回流環123,水則溢流排出，多餘的氣體通過水封進行氣水 分離後排出。在回流環123內的樣品氣進一步進行氣水分離，進一步分離 後的樣品氣通過減壓閥125的減壓以及過濾器126的過濾輸入至分析儀 130內進行分析，而多餘的樣品氣則通入冒泡杯127內，並將溢出的氣水 混合物通過水封進行氣水分離後排出。該分析裝置在使用過程中存在以下缺點由於進入水射流泵121的蒸汽冷凝水的溫度較高，因此在水洗時，對萘、焦油凝結物的去除處理效果 不是很好，而當氣溫較低時，就會出現未被水洗掉的樣品氣中萘等雜質在 管道內發生結晶，從而堵塞管道的現象；採樣探頭lll在採樣時，會由於 雜質淤積而發生堵塞的現象，從而影響了樣品氣採樣的連續性，目前只有靠人工對該探頭lll進行定期吹掃，工作量很大；另外，由於機櫃沒有保溫設施，使得機櫃內的溫度隨氣溫變化而變化，在氣溫較低的冬季，樣品 氣中的萘等雜質容易在管路內容易發生結晶而堵塞管道，造成分析工作無 法正常進行，不但影響了工作效率，而且還影響安全生產。實用新型內容針對現有技術中存在的上述的蒸汽水溫度較高導致對萘、焦油凝結物 的去除效果差、容易造成萘結晶而堵塞管道以及人工吹掃釆樣探頭工作量 大的缺點，本實用新型的目的是提供一種焦爐煤氣氧含量分析裝置，該分 析裝置能夠提高萘、焦油凝結物的去除效果，防止萘結晶而堵塞管道。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案該焦爐煤氣氧含量分析裝置包括依次連通的採樣組件、預處理組件和 分析儀，預處理組件進一步包括水射流泵和氣水分離器，水射流泵通過管 道分別與蒸汽噴射泵、氣水分離器和蒸汽冷凝水管道相連通，所述的預處 理組件還包括換熱器，分別設於水射流泵與氣水分離器之間以及水射流泵與蒸汽冷凝水管道之間，並通過管道相連通；換熱器上還均連通有冷凍水 輸入、輸出管道。所述的氣水分離器與分析儀之間還設有兩個過濾器，分別為一級過濾 器和二級過濾器，氣水分離器通過管道依次與一級過濾器、二級過濾器、分析儀相連通。所述的一級過濾器的內部設有玻璃絲濾芯。所述的釆樣組件進一步包括採樣探頭、蒸汽噴射泵和氣動三通閥，氣 動三通閥設於釆樣探頭與蒸汽噴射泵之間，並通過管道分別與採樣探頭、 蒸汽噴射泵相連通；蒸汽噴射泵、氣動三通閥還分別與蒸汽管道相連通。該分析裝置還包括機櫃，所述的預處理組件和分析儀均設於機櫃內，該機櫃的內壁設有保溫棉層。所述的機櫃內部兩側和後側均設有蒸汽盤管，蒸汽盤管兩端分別連通 有保溫蒸汽輸入、輸出管道。所述的機櫃的惻壁上還設有熱電阻。在上述技術方案中，本實用新型的焦爐煤氣氧含量分析裝置包括依次 連通的採樣組件、預處理組件和分析儀，預處理組件進一步包括水射流泵 和氣水分離器，預處理組件還包括換熱器，分別設於水射流泵與氣水分離器之間以及水射流泵與蒸汽冷凝水管道之間，並通過管道相連通；換熱器上還均連通有冷凍水輸入、輸出管道。該分析裝置通過換熱器分別對流入 水射流泵內的蒸汽冷凝水和流出水射流泵的氣水混合物進行冷卻，使樣品 氣中萘、焦油等雜質凝結成固體，並通過水流衝擊進入氣水分離器內，避免堵塞管道；通過增設氣動三通閥，使蒸汽噴射泵對採樣探頭進行自動反 吹，清除雜質淤積，保證採樣的連續性；另外，還通過在機櫃內增設保溫 棉層以及蒸汽盤管，控制機櫃內部溫度，避免了樣品氣中的雜質因溫度較 低而發生結晶，導致堵塞管道，從而有效的保證了分析工作的正常進行。
圖l是現有技術的焦爐煤氣氧含量分析裝置的結構示意圖； 圖2是本實用新型的焦爐煤氣氧含量分析裝置的結構示意圖；' 圖3是本實用新型的分析裝置的機櫃的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。 請參閱圖2所示，本實用新型的焦爐煤氣氧含量分析裝置包括依次連 通的採樣組件210、預處理組件220和分析儀230，採樣組件210進一步 包括採樣探頭211、蒸汽噴射泵212和氣動三通閥213,採樣探頭211安 裝在焦爐煤氣工藝管道l上，並與工藝管道l接通；氣動三通閥213設於 採樣探頭211與蒸汽噴射泵212之間，該氣動三通閥213為帶電磁閥的三 通閬，並設有三個工藝接口和一個電氣接口，工藝接口通過管道分別與採樣探頭211、蒸汽噴射泵212以及蒸汽管道2相連通，電氣接口外接控制 器，用於控制電磁閥的開關。蒸汽噴射泵212有三個接口，通過管道分別 與氣動三通閥213、蒸汽管道2以及預處理組件220的水射流泵221相連 通。採樣探頭211與氣動三通閥213之間、氣動三通閥213與蒸汽管道2 以及蒸汽噴射泵212與蒸汽管道2之間的管道上均設有相連通的截止閥 214，蒸汽噴射泵212與相應截止閥214之間的管道上還設有壓力表。預 處理組件220包括水射流泵221、氣水分離器222和換熱器223,水射流 泵221有三個接口，分別與蒸汽噴射泵212、蒸汽冷凝水管道3以及氣水 分離器222相連通，換熱器223有兩個，分別設置於水射流泵221與氣水 分離器222之間以及水射流泵221與蒸汽冷凝水管道3之間的管道上並相 連通。該換熱器223為列管式換熱器223,均設有四個接口。設於水射流 泵221與氣水分離器222之間的換熱器223a的其中兩個接口分別與水射 流泵221、氣水分離器222相連通，另兩個接口分別連通有冷凍水輸入、 輸出管道4a、 4b，提供煤氣淨化系統中冷卻裝置的冷凍水，作為換熱器 223的換熱介質；設於水射流泵221與蒸汽冷凝水管道3之間的換熱器 223b的其中兩個接口分別與水射流泵221與蒸汽冷凝水管道3相連通，另 兩個接口也分別連通有冷凍水輸入、輸出管道4a、 4b。兩個換熱器223的 冷凍水輸入管道4a上還設有相連通的截止閥214,可以調節冷凍水輸入流 量，起到調節換熱器223冷卻效果的作用。氣水分離器222有五個接口， 其中一接口通過換熱器223與水射流泵221連通； 一接口為多餘氣體排出 口，通過管道排放到大氣中； 一接口為排汙口，並與排汙管道5連通，排 汙管道5上還設有球閥224; —接口為溢流口，通過管道與排汙管道5相 連通。該預處理組件220還包括兩個過濾器，分別為一級過濾器225和二 級過濾器226,氣水分離器222通過管道依次與一級過濾器225、 二級過 濾器226以及分析儀230相連通。 一級過濾器225內部充有20[jm玻璃絲 濾芯，並有三個接口，其中一接口為樣品氣入口， 一接口凝結水出口，兩 個接口通過管道分別與氣水分離器222的另外兩個接口相連通。 一級過濾 器225的還有一接口通過管道與二級過濾器226連通。二級過濾器226內 部填充20(jm紙濾芯。二級過濾器226與 一級過濾器225之間的管道上連通有分流管道6，在分流管道6以及二級過濾器226與分析儀230之間的 管道上均設有轉子流量計227,分別對管道內的樣品氣的流量進行測量。 請參閱圖3所示，該分析裝置還包括機櫃240,預處理組件220和分析儀 230均設於該機櫃240內，該機祖240的內壁上設有50mm厚的保溫棉層 241，用於提高機櫃240的隔熱效果。該機櫃240內部兩惻和後惻均設有 蒸汽盤管242，蒸汽盤管242兩端通過管道穿出機櫃240，並分別與保溫 蒸汽輸入、輸出管道7a、 7b相接通。保溫蒸汽輸入管道7a上還設有帶電 磁閥的氣動閥243，保溫蒸汽輸出管道7b上還設有疏水器244,用於排除 蒸汽盤管242內保溫蒸汽的冷凝水。該機櫃240的惻壁上還設有熱電阻 245,對機櫃240內的溫度進行檢測，並將溫度信號傳送至外部控制器， 用於控制帶電磁閥的氣動閥243的開關。
請再參閱圖2所示，使用時，打開蒸汽管道2與蒸汽噴射泵212之間 的截止閥214,使蒸汽進入蒸汽噴射泵212內，使蒸汽噴射泵212產生一 定的吸力，將工藝管道l內的焦爐煤氣通過採樣探頭211採集至蒸汽噴射 泵212內，並與蒸汽進行混合。由於蒸汽的溫度較高，在此期間混合樣品 氣的萘等雜質不會結晶而堵塞管路。通過控制器定期發出信號使蒸汽噴射 泵212打開，並通過蒸汽吹掃積聚在採樣探頭211上的灰塵、萘等雜質， 保證採樣的連續性和及時性。此時，將蒸汽冷凝水管道3內的溫度越約80 'C的蒸汽冷凝水輸入換熱器223內，並打開換熱器223與冷凍水輸入管道 4a之間的截止閥214，將溫度約為19匸的冷凍水輸入至換熱器223內， 對蒸汽冷凝水進行換熱冷卻，使蒸汽冷凝水的溫度低於25°C，並輸入至水 射流泵221,並在水射流泵221內產生一定的吸力將蒸汽噴射泵212內的 混合樣品氣吸入至水射流泵221內進行混合，使樣品氣中的蒸汽冷凝成水， 樣品氣中的部分的焦油、萘等雜質也凝結成固體顆粒，並輸入換熱器223 內，由於蒸汽冷凝成水，會釋放一定的熱量，使氣水混合物的溫度提高約 l(TC,也就是進入換熱器223內的氣水混合物的溫度達到了約35°C，此時 通過冷凍水輸入管道4a向換熱器223內輸入溫度約為19'C的冷凍水進行 再次冷卻，使氣水混合物的溫度不超過23X:，並且在冷卻過程中，樣品氣 中的焦油、萘等雜質進一步凝結成固體，通過水流的衝擊，將樣品氣中的灰塵、焦油、萘等固體雜質一起衝入至氣水分離器222內，避免了淤積管 道現象，而冷卻後的冷凍水從冷凍水輸出管道4b排出。氣水混合物在氣水 分離器222的分離室內進行氣水分離，分離的樣品氣流向一級過濾器225, 不溶於水的氣體則逸出並通過多餘氣體排出口向大氣排放，多餘的水則通 過溢流口進行排放，分離後的汙水可從排汙口排放至排汙管道5。進入一 級過濾器225內的樣品氣經過一級過濾，灰塵、焦油、萘等雜質被進一步 濾除，樣品氣中霧狀水謫也在過濾器中聚集凝結成水，並通過凝結水出口 回流至氣水分離器222內， 一級過濾後的樣品氣進入至二級過濾器226內 進行二級過濾，然後輸入至分析儀230進行含氧量的檢測分析，而多餘氣 體通過分流管道6排出，兩個轉子流量計227用於調節進入分析儀230的 樣品氣流量。請再參閱圖3所示，由於預處理組件220和分析儀230均設置在機櫃 240內，在以上預處理過程中，通過熱電阻245檢測機櫃240內的溫度， 當機櫃240內的溫度低於25'C時，熱電阻245輸出溫度信號，控制器控制 帶電磁閥的氣動閥243打開，保溫蒸汽通過蒸汽盤管242對機櫃240內部 進行加熱；當櫃內溫度高於35。C時，關閉帶電磁閥的氣動閬243,從而停 止加熱。這樣能夠將機櫃240內的溫度控制在25 35'C之間，使氣水分離 器222後的樣品氣的溫度控制在2 5 °C以上，並通過該機櫃2 4 0的保溫棉層 241能夠起到很好的隔熱效果，從而防止樣品氣中殘存的水、萘和焦油凝 結而堵塞管道，而保溫蒸汽冷凝形成的水通過汽輸出管道上的疏水器244 排除。本實用新型的焦爐煤氣氧含量分析裝置設計合理科學，結構簡單，搡 作方便，維護量少，可為焦化行業的煤氣淨化系統中焦爐煤氣氧含量分析 提供符合要求樣品氣，保證了檢測的正確性。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書範圍內。
權利要求1.一種焦爐煤氣氧含量分析裝置，該分析裝置包括依次連通的採樣組件、預處理組件和分析儀，預處理組件進一步包括水射流泵和氣水分離器，水射流泵通過管道分別與蒸汽噴射泵、氣水分離器和蒸汽冷凝水管道相連通，其特徵在於所述的預處理組件還包括換熱器，分別設於水射流泵與氣水分離器之間以及水射流泵與蒸汽冷凝水管道之間，並通過管道相連通；換熱器上還均連通有冷凍水輸入、輸出管道。
2. 如權利要求l所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於 所述的氣水分離器與分析儀之間還設有兩個過濾器，分別為一級過濾器和二級過濾器，氣水分離器通過管道依次與一級過濾器、二級過濾器、 分析儀相連通。
3. 如權利要求2所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於 所述的一級過濾器的內部設有玻璃絲濾芯。
4. 如權利要求l所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於 所述的釆樣組件進一步包括採樣探頭、蒸汽噴射泵和氣動三通閥，氣動三通閥設於釆樣探頭與蒸汽噴射泵之間，並通過管道分別與釆樣探頭、 蒸汽噴射泵相連通；蒸汽噴射泵、氣動三通閥還分別與蒸汽管道相連通。
5. 如權利要求l所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於 該分析裝置還包括機櫃，所述的預處理組件和分析儀均設於機櫃內，該機櫃的內壁設有保溫棉層。
6. 如權利要求5所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於 所述的機櫃內部兩側和後惻均設有蒸汽盤管，蒸汽盤管兩端分別連通有保溫蒸汽輸入、輸出管道。
7.如權利要求5或6所述的焦爐煤氣氧含量分析裝置，其特徵在於: 所述的機櫃的惻壁上還設有熱電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種焦爐煤氣氧含量分析裝置，包括依次連通的採樣組件、預處理組件和分析儀，預處理組件進一步包括水射流泵和氣水分離器，預處理組件還包括換熱器，分別設於水射流泵與氣水分離器之間以及水射流泵與蒸汽冷凝水管道之間，並通過管道相連通；換熱器上還均連通有冷凍水輸入、輸出管道。該分析裝置通過換熱器分別對流入水射流泵內的蒸汽冷凝水和流出水射流泵的氣水混合物進行冷卻，使樣品氣中萘、焦油等雜質凝結成固體，並通過水流衝擊進入氣水分離器內，避免堵塞管道從而有效的保證了分析工作的正常進行。
文檔編號G01N1/38GK201083651SQ20072007484
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月20日 優先權日2007年9月20日
發明者翁小平, 諸益霖 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司