CN107153022A - 一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统 - Google Patents

一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统 Download PDF

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邹婵
盛荣芬
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Abstract

本发明公开了一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，包括焦炉烟气取样装置、脱硫吸湿器和脱水装置，所述焦炉烟气取样器的一侧通过伴热管连接有一级过滤器，所述伴热管的另一端连接有脱水装置，所述脱水装置上通过输送管与脱硫吸湿器连接，所述脱硫吸湿器出口处一端通过输送管与过滤器连接，另一端通过输送管与采样泵连接，所述采样泵上通过输送管与制冷器连接，且制冷器上设置有蠕动泵，所述制冷器的出口端通过输送管与稳压稳流装置连接。本发明中，针对焦炉烟气高温、高湿、粉尘大、呈酸性等特点，本方法针对性的设置除杂过滤措施，为分析仪检测元件提供干净、稳定、可靠的目标样气成分。

Description

一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统
技术领域
本发明涉及自动检测领域，尤其涉及一种在线焦炉烟气成分分析仪取样气体预处理系统。
背景技术
在炼焦过程中，若要准确控制供给煤气量和空气量，需要对所供煤气及燃烧后的烟气成分进行在线实时检测，对于焦炉烟气成分，目前市场上已有较成熟的抽取样气检测手段，但是都面临一个普遍性难题----取样管路易堵塞、元器件易腐蚀、维护周期短、维护量大，这都是由于仪器设备的预处理系统不完善造成的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，包括焦炉烟气取样装置、脱硫吸湿器和脱水装置，所述焦炉烟气取样器装置的一侧通过伴热管连接有一级过滤器，所述伴热管的另一端连接有脱水装置，所述脱水装置上通过输送管与脱硫吸湿器连接，所述脱硫吸湿器出口处一端通过输送管与过滤器连接，另一端通过输送管与采样泵连接，所述采样泵上通过输送管与制冷器连接，且制冷器底部设置有蠕动泵，所述制冷器的出口端通过输送管与稳压稳流装置连接，所述稳压稳流装置一侧输送管上设置有流量计，所述稳压稳流装置另一侧出气管上设置有气阻。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述脱硫吸湿器内的脱硫剂采用定制规模的氧化铁颗粒和分子筛颗粒，吸湿剂采用硅胶颗粒。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述吹扫管路的压缩空气设置有压缩空气过滤器。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述稳压稳流装置出口处的输送管上设置有压缩空气过滤器。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述脱水装置的内部顶板上开设有对称式的进气口和出气口，所述脱水装置的内部管道中设置有液位传感器，且液位传感器上连接有液位传感器信号线，所述脱水装置的底部出口处设置有电磁阀。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述各个处理装置之间均设置有控制阀。
本发明中，取样探杆采用316L高强不锈钢材质，为减少粉尘吸入采用“垂直气流方向45°斜口背风”设计，取样探杆插入分烟道径向三分之一处能有效避免大颗粒粉尘的吸入，取样探杆与一级过滤器采用螺纹连接。
一级过滤器采用316L高强不锈钢材质，内置过滤精度为2um的金属陶瓷过滤器。
于一级过滤器后端设置三通阀用于切换蒸汽反吹与取样管路，反吹蒸汽压力在0.3—0.8MPa，三通阀由PLC控制通断，可设置蒸汽反吹周期及时长，能有效吹扫取样探杆及一级过滤器中的“顽固”残留物。
取样管路中，一级过滤器后安装自动脱水装置，用于集中脱除焦炉烟气中的冷凝水，自动脱水装置进气口管路比出气口管路长，有效利用重力作用自动脱水，自动脱水装置内设液位计，当液体液位达到设定高度时，PLC控制排水电磁阀打开进行排水排污处理。
由取样探杆至自动脱水装置处采用伴热带进行伴热(恒温120℃)处理，能有效避免高温烟气急剧冷凝造成的管路堵塞。
为防止酸性气体对分析元器件的腐蚀及自动脱水后气体干燥不彻底，系统在自动脱水装置后设置脱硫吸湿装置，脱硫吸湿装置内置分子筛脱硫剂和硅胶吸湿剂，且沿气流进气方向，脱硫剂在前吸湿剂在后，脱硫剂用透明的玻璃管罐装，方便及时观察脱硫试剂活性状态。
在脱硫吸湿后，设置强制冷凝装置--制冷器，能将样气强制冷凝到设定温度，保证样气中的杂质度及湿度达到分析仪器的环境要求。
本方法针对性的设置除杂过滤措施，为分析仪准确检测目标气体成分提供干净、稳定、可靠的气体环境。
附图说明
图1为本发明提供的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统总气路图。
图2为取样探杆和一级过滤器详图。
图3为自动脱水装置详图。
图4为脱硫吸湿装置详图。
图例说明：
1-焦炉烟气取样装置、2-一级过滤器、3-控制阀、4-脱硫吸湿器、5-压缩空气过滤器、6-采样泵、7-制冷器、8-蠕动泵、9-稳压稳流装置、10-流量计、11-气阻、12-脱水装置、121-进气口、122-液位传感器信号线、123-出气口、124-液位传感器、125-电磁阀、13-伴热管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，包括焦炉烟气取样装置、脱硫吸湿器和脱水装置，焦炉烟气取样装置的一侧通过伴热管连接有一级过滤器，伴热管的另一端连接有脱水装置，脱水装置上通过输送管与脱硫吸湿器连接，脱硫吸湿器出口处一端通过输送管与压缩空气过滤器连接，另一端通过输送管与采样泵连接，采样泵上通过输送管与制冷器连接，且制冷器上设置有蠕动泵，制冷器的出口端通过输送管与稳压稳流装置连接，稳压稳流装置一侧输送管上设置有流量计，稳压稳流装置另一侧出气管上设置有气阻。
压缩空气用来清扫切换时的取样管路内滞留气体，接口设置在脱硫吸湿器后，压缩空气在连接取样管前，设置一级空气过滤器，保证管路吹扫气体的洁净度，压缩空气的吹扫路程为脱硫吸湿器后到气体分析柜，用来清除上次测量后滞留在管路内的样气。
稳压稳流装置出口处的输送管上设置有二级压缩空气过滤器，脱水装置的内部顶板上开设有对称式的进气口和出气口，脱水装置的内部管道中设置有液位传感器，且液位传感器上连接有液位传感器信号线，脱水装置的底部出口处设置有电磁阀，各个处理装置之间均设置有控制阀。
S1、插入取样点处(分烟道)的取样探杆采用“垂直气流方向45°斜口背风”设计，能有效减少粉尘等颗粒物的吸入；
S2、从一级过滤器至自动脱水装置，采用伴热带保温(恒温120℃)，能有效防止取样烟气在前端取样管中急剧冷凝而堵塞管道；
S3、取样管路中，一级过滤器后安装自动脱水装置，用于集中脱除焦炉烟气中的冷凝水，自动脱水装置进气口管路比出气口管路长，有效利用重力作用自动脱水，自动脱水装置内设液位计，当液体液位达到设定高度时，PLC控制排水电磁阀打开进行排水排污处理。
S4、在采用空气反吹的同时，采用定期蒸汽反吹，能对取样探头部分及取样管道内壁粘稠物(如焦油)进行清理，确保取样管道长时间运行而不致堵塞；
S5、为防止酸性气体对分析元器件的腐蚀及自动脱水不彻底，系统在自动脱水装置后设置脱硫吸湿装置，脱硫吸湿装置内置分子筛脱硫剂和硅胶吸湿剂，且沿气流进气方向，脱硫剂在前吸湿剂在后。
关键点S1中，为适应烟道中高温、强腐蚀的环境，探杆采用316不锈钢，并采用“垂直气流方向45°斜口背风”斜口设计，能有效减少粉尘等颗粒物的吸入。
关键点S2中，因为烟道中烟气温度一般在300℃左右，取样管路如果不加伴热，则容易导致样气急剧降温而析出大量的饱和水和其它杂质，而取样管路全程都加伴热，则会导致产品成本大幅增加，本方法，综合考虑了性能成本比，取样探杆至自动脱水装置区段的取样管采用伴热带保温(恒温120℃)，能有效防止样气在取样管道中冷凝析出杂质。
为便于关键点S2中析出饱和水和其它杂质的及时排出，本方法关键点S3中设置自动脱水除杂装置，脱水除杂装置采用长进短出的通气方式，有利于水分及其它杂质在装置底部沉淀，装置底部的电磁阀于每个反吹周期前15s打开进行排水排杂。
关键点S5中，本发明设置了分子筛脱硫脱硝和硅胶颗粒吸湿装置，保证进入分析仪器的样气洁净，延长分析器件的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，包括焦炉烟气取样装置(1)、脱硫吸湿器(4)和脱水装置(12)，其特征在于，所述焦炉烟气取样装置(1)的一侧通过伴热管(13)连接有一级过滤器(2)，所述伴热管(13)的另一端连接有脱水装置(12)，所述脱水装置(12)上通过输送管与脱硫吸湿器(4)连接，所述脱硫吸湿器(4)出口处一端通过输送管与压缩空气过滤器(5)连接，另一端通过输送管与采样泵(6)连接，所述采样泵(6)上通过输送管与制冷器(7)连接，且制冷器(7)排水口设置有蠕动泵(8)，所述制冷器(7)的出口端通过输送管与稳压稳流装置(9)连接，所述稳压稳流装置(9)一侧输送管上设置有流量计(10)，所述稳压稳流装置(9)另一侧出气管上设置有气阻(11)。
2.根据权利要求1所述的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，其特征在于，所述取样探头到自动排水装置之间的取样管路，采用伴热保温管，所述压缩空气过滤器(5)后端连接有压缩空气。
3.根据权利要求1所述的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，其特征在于，所述稳压稳流装置(9)出口处的输送管上设置有压缩空气过滤器(5)。
4.根据权利要求1所述的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，其特征在于，所述脱水装置(12)的内部顶板上开设有对称式的进气口(121)和出气口(123)，所述脱水装置(12)的内部管道中设置有液位传感器(124)，且液位传感器(124)上连接有液位传感器信号线(122)，所述脱水装置(12)的底部出口处设置有电磁阀(12)。
5.根据权利要求1所述的一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，其特征在于，所述各个处理装置之间均设置有控制阀(3)。
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