CN106191357A - 一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法，所述系统包括至少一吸收容器以及与吸收容器连通的至少一气体流量计，所述吸收容器中放置碱性溶液，所述吸收容器设置有入口端及出口端；还包括载有取样点煤气的第一管路及第二管路，所述第一管路通过所述入口端伸入所述吸收容器内，所述第一管路在所述吸收容器内的端部设置有开口；所述气体流量计设置有入口与出口，所述入口通过第二管路与所述吸收容器的出口端连通。本发明系统能检测得出煤气中的氯含量，在高炉正常生产过程中，可及时给出高炉煤气中氯元素经喷碱塔前后脱除效果的变化情况，对高炉煤气中氯元素的脱除效果进行评价，提供参考以对脱氯塔及时做出相应调整。

Description

一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法

技术领域

本发明属于废气处理设备领域，尤其涉及一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法。

背景技术

高炉煤气干法除尘主要是指煤气净化及煤气回收系统，它具有显著的节能、节水、节电、占地面积小和环保(减少污水污泥排放)等多重效益。为响应国家节能环保政策要求，国内各大、中、小型高炉已广泛采用高炉煤气干法除尘工艺。

但在生产实践中发现，由于该工艺不能有效去除高炉煤气中所含的HCl及其他酸性气体，造成后续煤气管道及其附属设备出现腐蚀失效问题，腐蚀问题已成为高炉煤气干法除尘技术推广和应用中的主要矛盾，研究和解决高炉煤气干法除尘氯腐蚀问题具有普遍意义。

喷碱脱氯塔的工作原理是指酸雾废气由煤气管道引入净化塔，经过填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排到循环系统。吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。

喷碱脱氯塔的投用，在很大程度上脱除了高炉煤气中HCl等酸性腐蚀气体，减缓了酸性腐蚀气体对后续煤气管道及其附属设备的腐蚀问题。但目前并无相应的评价喷碱脱氯塔效率的方法，迫切需要研究一种检测喷碱脱氯塔效率的方法，以保证下游用户安全。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法，所述系统能检测得出煤气中的氯含量，在高炉正常生产过程中，可及时给出高炉煤气中氯元素经喷碱塔前后脱除效果的变化情况，对高炉煤气中氯元素的脱除效果进行评价，提供参考以对脱氯塔及时做出相应调整。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于检测煤气中氯含量的系统，包括至少一吸收容器以及与吸收容器连通的至少一气体流量计，所述吸收容器中放置碱性溶液，所述吸收容器设置有入口端及出口端；还包括载有取样点煤气的第一管路及第二管路，所述第一管路通过所述入口端伸入所述吸收容器内，所述第一管路在所述吸收容器内的端部设置有开口；所述气体流量计设置有入口与出口，所述入口通过第二管路与所述吸收容器的出口端连通。

作为进一步的优选，所述气体流量计的出口与大气连通。

作为进一步的优选，还包括至少一第三管路，所述吸收容器为2-5个，所述一吸收容器的出口端与相邻吸收容器的入口端通过第三管路连通，所述第三管路用于容纳各吸收容器之间流通的煤气。

作为进一步的优选，所述吸收容器为3个。

作为进一步的优选，所述气体流量计为湿式气体流量计。

作为进一步的优选，所述气体流量计的出口连接排气管。

作为进一步的优选，所述第一、第二及第三管路为乳胶软管。

作为进一步的优选，所述吸收容器的体积为1-5L，所述气体流量计流量为1-5L/min，所述气体流量计定流量为0.5-1m³/h，所述煤气流量为2～3L/min。

作为进一步的优选，所述吸收容器中碱性溶液的体积为500-2000ml。

作为进一步的优选，所述碱性溶液中的水为去离子水，所述湿式气体流量计所用的水为去离子水。

一种用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，用于评价脱氯塔的脱氯效率，所述使用方法包括如下步骤：

1)在脱氯塔高炉煤气入口处采集煤气；

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计所示流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法如下：

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量。

6)在脱氯塔高炉煤气出口处采集煤气；

7)重复上述步骤2)-5)，计算得出出口处煤气的氯离子的含量C_out；

8)比较入口处煤气中氯离子的含量C_in与出口处煤气的氯离子的含量C_out，得出脱氯塔的脱氯效率η。

作为进一步的优选，步骤8)中，所述脱氯效率η通过计算得出，所述计算方法如下：

$\mathrm{\η}=\frac{C_{in}-C_{out}}{C_{in}}\×100\%.$

作为进一步的优选，步骤1)中，在脱氯塔高炉煤气入口的水封处采集煤气，步骤6)中，在脱氯塔高炉煤气出口的水封处采集煤气。

一种用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，用于实时监测高炉煤气中的氯含量，所述使用方法包括如下步骤：

1)在高炉的煤气出口处采集煤气；

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计所示流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法如下：

$C_{in}=\frac{(C-C_0)\×V_0}{(L_1-L_0)/(1-\[{\mathrm{CO}}_2\])}$

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量。

作为进一步的优选，所述碱性溶液中氯离子检测方法为采用AgNO₃和碱性溶液中的Cl^-反应生成AgCl沉淀来得出氯离子含量。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明用于检测煤气中氯含量的系统，包括吸收容器以及与吸收容器连通的气体流量计，通过吸收容器中的碱性溶液将煤气中的HCl气体转化成溶液中的氯离子，检测得到碱性溶液中氯离子含量再结合煤气流量，通过公式计算得出煤气中的氯含量。

(2)本发明分别采集喷碱脱氯塔入口和出口处的煤气，通过本发明系统检测并通过公式分别得到入口和出口处的煤气中的氯含量，将两者进行比较可计算得出脱氯塔的脱氯效率，因而本发明可在高炉正常生产过程中，对高炉煤气中氯元素的脱除效果进行评价，可及时给出高炉煤气中氯元素经喷碱脱氯塔前后脱除效果的变化情况，为喷碱脱氯塔及时做出相应调整提供参考。

(3)本发明在不影响生产前提下，可以对高炉煤气中的氯含量进行检测，实时跟踪煤气中腐蚀性元素变化。

附图说明

图1为本发明实施例1用于检测煤气中氯含量的系统的结构示意图。

图2为本发明实施例2用于检测煤气中氯含量的系统的结构示意图。

图3为现有技术中喷碱脱氯塔的结构示意图。

图4为现有技术中高炉的结构示意图。

附图中标记的说明如下：1-吸收容器、2-气体流量计、11-入口端、12-出口端、21-入口、22-出口、23-排气管、3-第一管路、31-开口、4-第二管路、5-第三管路；6-煤气入口、7-煤气出口、8-煤气管网、9-喷碱液层、10-喷水层、11-配气格栅；12-取样点、13-调节阀、14-切断阀、15-冷风、16-热风、17-助燃风。

具体实施方式

本发明通过提供一种用于检测煤气中氯含量的系统及其使用方法，所述系统能检测得出煤气中的氯含量，在高炉正常生产过程中，可及时给出高炉煤气中氯元素经喷碱塔前后脱除效果的变化情况，对高炉煤气中氯元素的脱除效果进行评价，提供参考以对脱氯塔及时做出相应调整。

本发明实施例用于检测煤气中氯含量的系统，包括至少一吸收容器以及与吸收容器连通的至少一气体流量计，所述吸收容器中放置碱性溶液，所述吸收容器设置有入口端及出口端；还包括载有取样点煤气的第一管路及第二管路，所述第一管路通过所述入口端伸入所述吸收容器内，所述第一管路在所述吸收容器中的端部设置有开口；所述出口端通过第二管路与所述气体流量计连通，所述开口出来的煤气经由所述出口端和第二管路通往所述气体流量计。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1用于检测煤气中氯含量的系统，包括一吸收容器1以及与吸收容器1连通的一气体流量计2，所述吸收容器1中放置碱性溶液，所述吸收容器1设置有入口端11及出口端12；还包括载有取样点煤气的第一管路3及第二管路4，所述第一管路3通过所述入口端11伸入所述吸收容器1内，所述第一管路3在所述吸收容器1中的端部设置有开口31；所述出口端12通过第二管路4与所述气体流量计2连通，所述开口31出来的煤气经由所述出口端12和第二管路4通往所述气体流量计2。

所述吸收容器1为吸收瓶，所述气体流量计2为湿式气体流量计。

所述气体流量计2设置有入口21与出口22，所述入口21通过第二管路4与所述吸收容器的出口端12连通，所述气体流量计2的出口22连接排气管23后与大气连通。

所述第一及第二管路3、4为乳胶软管。

所述吸收容器1的体积为5L，所述气体流量计2流量为5L/min，所述气体流量计2定流量为0.5m³/h，所述煤气流量为2～3L/min。所述吸收容器1中碱性溶液的体积为2000ml。

所述碱性溶液由去离子水和纯NaOH化学试剂配制而成，浓度控制在1.5mol/L，所述湿式气体流量计所用的水为去离子水。

如图3所示，本发明实施例1用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，用于评价脱氯塔的脱氯效率，所述使用方法包括如下步骤：

1)在脱氯塔高炉煤气入口处采集煤气；

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计读取流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法如下：

$C_{in}=\frac{(C-C_0)\×V_0}{(L_1-L_0)/(1-\[{\mathrm{CO}}_2\])}$

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量。

6)在脱氯塔高炉煤气出口处采集煤气；

7)重复上述步骤2)-5)，计算得出出口处煤气的氯离子的含量C_out；

8)比较入口处煤气中氯离子的含量C_in与出口处煤气的氯离子的含量C_out，得出脱氯塔的脱氯效率η。

步骤8)中，所述脱氯效率η通过计算得出，所述计算方法如下：

$\mathrm{\η}=\frac{C_{in}-C_{out}}{C_{in}}\×100\%.$

步骤1)中，脱氯塔高炉煤气入口的水封处作为取样点采集煤气，步骤6)中，脱氯塔高炉煤气出口的水封处作为取样点采集煤气。

本发明实施例1系统的使用方法中，所述碱性溶液中氯离子检测方法为采用AgNO₃和碱性溶液中的Cl^-反应生成AgCl沉淀来得出氯离子含量。

使用过程中，要注意煤气泄漏问题，实验人员要站在上风口并佩戴煤气报警器，气体流量计出口排气管要放于下风口处。

使用过程中通过煤气阀开关程度控制合理的煤气流量，流量控制在2～3L/min。

由于HCl和CO₂气体在煤气中的占比较小，煤气在经过吸收容器之后，气体流量计读取到的煤气流量L₁，与经过吸收容器前的煤气流量差别不大。气体流量计的初始流量L₀为上次试验的流量读数。

高炉煤气中CO₂含量可通过常用的气体测量仪器得出。

为了保证实验数据可靠性，要求每个取样位置测量至少3组数据，且每组数据测量时间控制在30min左右。

实施例2

如图2所示，本发明实施例2用于检测煤气中氯含量的系统，包括三级相互串联的吸收容器1以及与末级吸收容器连通的一气体流量计2，所述吸收容器1中放置碱性溶液，所述吸收容器1设置有入口端11及出口端12；还包括载有取样点煤气的第一管路3及第二管路4，所述第一管路3通过所述入口端11伸入所述一级吸收容器1内，所述第一管路3在所述吸收容器1中的端部设置有开口31；所述末级吸收容器出口端12通过第二管路4与所述气体流量计2连通，所述开口31出来的煤气经由末级吸收容器出口端12和第二管路4通往所述气体流量计2。

所述气体流量计2设置有入口21与出口22，所述入口21通过第二管路4与所述末级吸收容器的出口端12连通，所述气体流量计的出口22连接排气管23后与大气连通。

还包括一第三管路5，所述一吸收容器的出口端12与相邻吸收容器的入口端11通过第三管路5连通，所述第三管路5用于容纳各吸收容器1之间流通的煤气。

所述气体流量计2为湿式气体流量计。

所述第一、第二及第三管路3、4、5为乳胶软管。

所述吸收容器1的体积为1L，所述气体流量计2流量为1L/min，所述气体流量计2定流量为0.5m³/h，所述煤气流量为2～3L/min。

每个所述吸收容器1中碱性溶液的体积为500ml。

所述碱性溶液由去离子水和纯NaOH化学试剂配制而成，浓度控制在1.5mol/L，所述湿式气体流量计所用的水为去离子水。

本发明实施例2用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，用于实时监测高炉煤气中的氯含量，所述使用方法包括如下步骤：

1)在高炉的煤气出口处采集煤气；煤气取样点如图4所示，

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计读取流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法如下：

$C_{in}=\frac{(C-C_0)\×V_0}{(L_1-L_0)/(1-\[{\mathrm{CO}}_2\])}$

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量。

本发明实施例2系统的使用方法中，所述碱性溶液中氯离子检测方法为采用AgNO₃和碱性溶液中的Cl^-反应生成AgCl沉淀来得出氯离子含量。

使用过程中，要注意煤气泄漏问题，实验人员要站在上风口并佩戴煤气报警器，气体流量计出口排气管要放于下风口处。

使用过程中通过煤气阀开关程度控制合理的煤气流量，流量控制在2～3L/min。

为了保证实验数据可靠性，要求每个取样位置测量至少3组数据，且每组数据测量时间控制在30min左右。

效果试验

以下结合喷碱脱氯塔示意图(如图3所示)及某企业喷碱脱氯塔实际生产情况进行计算说明。某企业检测到的喷碱脱氯塔前入口高炉煤气氯离子含量平均为744.6mg/m3，喷碱脱氯塔后煤气氯离子含量平均为704.1mg/m3，脱氯效率为：

$\begin{array}{c}\mathrm{\η}=\frac{Cin-Cout}{Cin}\×100\%\\ 744.6-\\ =\frac{704.1}{744.6}\×100\%\\ =5.44\%\end{array}$

脱氯效率仅为5.44％，说明喷淋塔脱氯效率仍有很大提升空间。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

(1)本发明用于检测煤气中氯含量的系统，包括吸收容器以及与吸收容器连通的气体流量计，通过吸收容器中的碱性溶液将煤气中的HCl气体转化成溶液中的氯离子，检测得到碱性溶液中氯离子含量再结合煤气流量，通过公式计算得出煤气中的氯含量。

(2)本发明分别采集喷碱脱氯塔入口和出口处的煤气，通过本发明系统检测并通过公式分别得到入口和出口处的煤气中的氯含量，将两者进行比较可计算得出脱氯塔的脱氯效率，因而本发明可在高炉正常生产过程中，对高炉煤气中氯元素的脱除效果进行评价，可及时给出高炉煤气中氯元素经喷碱脱氯塔前后脱除效果的变化情况，为喷碱脱氯塔及时做出相应调整提供参考。

(3)本发明在不影响生产前提下，可以对高炉煤气中的氯含量进行检测，实时跟踪煤气中腐蚀性元素变化。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于检测煤气中氯含量的系统，其特征在于：包括至少一吸收容器以及与吸收容器连通的至少一气体流量计，所述吸收容器中放置碱性溶液，所述吸收容器设置有入口端及出口端；还包括载有取样点煤气的第一管路及第二管路，所述第一管路通过所述入口端伸入所述吸收容器内，所述第一管路在所述吸收容器内的端部设置有开口；所述气体流量计设置有入口与出口，所述入口通过第二管路与所述吸收容器的出口端连通。

2.根据权利要求1所述的用于检测煤气中氯含量的系统，其特征在于：还包括至少一第三管路，所述吸收容器为2-5个，所述一吸收容器的出口端与相邻吸收容器的入口端通过第三管路连通，所述第三管路用于容纳各吸收容器之间流通的煤气。

3.根据权利要求2所述的用于检测煤气中氯含量的系统，其特征在于：所述吸收容器为3个。

4.根据权利要求2所述的用于检测煤气中氯含量的系统，其特征在于：所述第一、第二及第三管路为乳胶软管。

5.根据权利要求1所述的用于检测煤气中氯含量的系统，其特征在于：所述吸收容器的体积为1-5L，所述气体流量计流量为1-5L/min，所述气体流量计定流量为0.5-1m³/h，所述煤气流量为2～3L/min。

6.如权利要求1-5任一项所述的用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，其特征在于：用于评价脱氯塔的脱氯效率，所述使用方法包括：

1)在脱氯塔高炉煤气入口处采集煤气；

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计所示流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法为：

$C_{in}=\frac{(C-C_0)\×V_0}{(L_1-L_0)/(1-\[{\mathrm{CO}}_2\])}$

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量；

6)在脱氯塔高炉煤气出口处采集煤气；

7)重复上述步骤2)-5)，计算得出出口处煤气的氯离子的含量C_out；

8)比较入口处煤气中氯离子的含量C_in与出口处煤气的氯离子的含量C_out，得出脱氯塔的脱氯效率η。

7.根据权利要求6所述的用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，其特征在于：步骤8)中，所述脱氯效率η通过计算得出，所述计算方法为：

$\mathrm{\η}=\frac{C_{in}-C_{out}}{C_{in}}\×100\%.$

8.根据权利要求6所述的用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，其特征在于：步骤1)中，在脱氯塔高炉煤气入口的水封处采集煤气，步骤6)中，在脱氯塔高炉煤气出口的水封处采集煤气。

9.如权利要求1-5任一项所述的用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，其特征在于：用于实时监测高炉煤气中的氯含量，所述使用方法包括：

1)在高炉的煤气出口处采集煤气；

2)记录气体流量计初始流量；

3)将采集到的所述煤气通入所述吸收容器中，所述吸收容器中的碱性溶液吸收HCl和CO₂气体，将HCl变成溶液中的氯离子；

4)经过吸收容器后的煤气进入气体流量计中，记录此时气体流量计所示流量；

5)计算得出入口处煤气中氯离子的含量C_in，计算方法如下：

$C_{in}=\frac{(C-C_0)\×V_0}{(L_1-L_0)/(1-\[{\mathrm{CO}}_2\])}$

其中，C₀为未吸收煤气前，碱性溶液中初始的氯离子含量；

C为吸收煤气后，碱性溶液中的氯离子含量；

V₀为碱性溶液的体积；

L₀为吸收前，气体流量计的初始体积读数；

L₁为吸收后，气体流量计的体积读数；

[CO₂]为高炉煤气中CO₂含量。

10.根据权利要求6或9所述的用于检测煤气中氯含量的系统的使用方法，其特征在于：所述碱性溶液中氯离子检测方法为采用AgNO₃和碱性溶液中的Cl^-反应生成AgCl沉淀来得出氯离子含量。