CN108344616A - 煤气在线分析预处理系统与方法 - Google Patents

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Abstract

一种煤气在线分析预处理系统和方法，包括取样装置、一级除油除尘装置、二级除油除尘装置、脱硫装置、除湿装置；取样装置由取样管和设置在取样管尾端的取样阀构成；一级除油除尘装置由一级过滤罐，设置在一级过滤罐内的丝网、填料、挡板构成，一级过滤罐入口与取样阀出口连接；二级除油除尘装置包括二级过滤罐和二级过滤罐内洗涤液，二级过滤罐入口与一级除油除尘装置出口连接；脱硫装置包括洗涤罐和洗涤罐内的洗涤液，洗涤罐的入口与二级除油除尘装置出口连接；除湿装置包括冷却器和冷却器内的冷剂构成，冷却器入口与脱硫装置出口连接。其采用多级过滤、吸收、冷凝过程对煤气进行预处理，去除煤气中杂质效果佳，提高煤气质量和纯度。

Description

煤气在线分析预处理系统与方法
技术领域
本发明涉及煤炭地下气化技术，尤其涉及煤气在线分析预处理系统与方法。
背景技术
煤炭地下气化技术可将赋存在地下的煤炭通过热作用与化学反应直接转化为煤气或合成气。作为地下气化生产过程中的目标产物，煤气组分直接反应地下气化过程进行的好坏，是调整地下气化工艺参数的重要依据，也是过程监控的重要指标。煤炭地下气化煤气组分分析主要针对的是煤气中的气体主组分——氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮气、氧气，煤气组分的分析方法包括离线分析与在线分析，前者一般按照一定的频率采用人工取样和分析，普遍采用的分析仪器如色谱仪、奥氏仪，离线分析法的主要缺点是分析结果存在滞后性，一个样品从取样到分析出结果一般需要25分钟左右的时间，因而难以及时获得气化过程异常情况下的信息，给工艺操作带来诸多不便；在线分析可实时监测、分析煤气组分，具有较好的时效性，因而，对于规模化的煤炭地下气化工业生产系统来说，煤气组分在线分析法是较好的煤气分析方法，可大大降低人工采用分析的工作量，提高分析结果的时效性。
在线分析针对的是煤气中的气体主组分，但是地下气化出气钻孔排出的高温煤气组成复杂(也称为粗煤气或荒煤气或湿煤气)，除含有主要气体成分外，一般还含有大量的水蒸汽、焦油、固体颗粒物(灰渣、煤渣、岩石颗粒物等)、液滴(煤气夹带水、油滴)等，以及少量或微量的硫化氢、氯化氢、氰化氢、氨、苯酚等杂质，杂质组分的存在严重影响对煤气组分的化验分析，如污染与堵塞色谱仪进样器、色谱柱、检测器等，腐蚀管路，造成色谱系统的瘫痪，甚至损坏。因而为了保证在线分析系统的稳定运行，必须对杂质组分进行处理。
现有的煤气在线分析预处理系统种类繁多，而针对煤炭地下气化的煤气预处理装置相对较少，专利CN2685564提供了一种煤气在线分析预处理系统，采用水洗除焦油、硫化氢等杂质，实际使用过程中存在的问题是，由于煤气中水含量过高，冬季使用易造成管路堵塞；再者煤气中焦油、灰尘含量较高，前端取样管道容易被焦油尘堵塞，这影响了在线分析系统长期运行的稳定性。另外，水洗采用石灰水溶液在脱硫的同时，也会脱除部分二氧化碳，从而导致煤气组分测量结果不准确。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题，提供一种煤气在线分析预处理系统与方法，其采用多级过滤、吸收、冷凝过程对煤气进行预处理，去除煤气中杂质效果佳，提高煤气质量和纯度。
本发明的技术解决方案是：
一种煤气在线分析预处理系统，包括取样装置、一级除油除尘装置、二级除油除尘装置、脱硫装置、除湿装置；
所述取样装置由取样管和设置在取样管尾端的取样阀构成；
所述一级除油除尘装置由一级过滤罐，设置在一级过滤罐内的丝网、填料、挡板构成，一级过滤罐入口与取样阀出口连接；
所述二级除油除尘装置包括二级过滤罐和二级过滤罐内洗涤液，二级过滤罐入口与一级除油除尘装置出口连接；
所述脱硫装置包括洗涤罐和洗涤罐内的洗涤液，洗涤罐的入口与二级除油除尘装置出口连接；
所述除湿装置包括冷却器和冷却器内的冷剂构成，冷却器入口与脱硫装置出口连接。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括稳流稳压装置，稳流稳压装置入口与除湿装置出口连接，用于稳定煤气压力和流量。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括干燥装置，所述干燥装置位于除湿装置与稳流稳压装置之间，用于进一步控制煤气湿度。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括精密过滤装置，所述精密过滤装置的入口与稳流稳压装置煤气出口连接，用于进一步去除煤气中的微颗粒、微液滴等。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括煤气流量计量装置，所述煤气流量计量装置设置在稳流稳压装置与精密过滤装置之间，用于计量煤气流量。
一种利用上述煤气在线分析预处理系统进行煤气预处理的方法，所述方法包括如下步骤：
a)来自出气钻孔或煤气管道的煤气经取样装置引出送入一级过滤除油除尘装置，滤除煤气中大部分的焦油、粉尘、液滴等，过滤后的煤气自过滤罐的气体出口引出；
b)自过滤罐引出的煤气进入二级除油除尘装置，洗涤去除煤气中残留的焦油、粉尘，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
c)自洗涤罐气体引出的煤气进入脱硫装置，洗涤脱除煤气中的硫化物，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
d)自脱硫洗涤罐引出的煤气进入除湿装置，冷却煤气同时冷凝除去煤气中含有的绝大部分液态水、气态水，脱水后的煤气自除湿器出口引出；
e)自除湿器引出的净化后的煤气进入煤气在线分析仪中，经在线分析仪检测出煤气组分含量。
进一步优选，在步骤d)和e)之间，还设有干燥步骤f)，使来自除湿器的煤气进入干燥装置，吸附脱除煤气中残留的水汽。
进一步优选，当出气钻孔煤气压力、流量波动较大时，煤气在进入在线分析仪之前或之后，送入稳流稳压装置保持供气压力流量的稳定。
进一步优选，当稳流稳压装置设置在煤气在线分析仪之前，将取样泵出口煤气先送入精密过滤装置，经进一步去除微颗粒、微液滴之后，再送入煤气在线分析仪。
进一步优选，煤气在进入在线分析仪之前先经过煤气计量装置，通过调节放空管线煤气流量来调节进入煤气在线分析仪的煤气流量，并将过量的煤气放空。
本发明的有益效果
本发明采用取样装置、一级除油除尘装置、二级除油除尘装置、脱硫装置、除湿装置对煤气进行多级过滤、吸收、冷凝预处理，去除煤气中杂质效果佳，提高了煤气的质量和纯度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-取样装置，2-一级除油除尘装置，3-二级除油除尘装置，4-脱硫装置，5-除湿装置，6-稳流稳压装置，7-干燥装置，8-精密过滤装置，9-煤气流量计量装置。
具体实施方式
如图所示，一种煤气在线分析预处理系统，包括取样装置1、一级除油除尘装置2、二级除油除尘装置3、脱硫装置4、除湿装置5；
所述取样装置1由取样管和设置在取样管尾端的取样阀构成；
所述一级除油除尘装置2由一级过滤罐，设置在一级过滤罐内的丝网、填料、挡板构成，一级过滤罐入口与取样阀出口连接；
所述二级除油除尘装置3包括二级过滤罐和二级过滤罐内洗涤液，二级过滤罐入口与一级除油除尘装置2出口连接；
所述脱硫装置4包括洗涤罐和洗涤罐内的洗涤液，洗涤罐的入口与二级除油除尘装置3出口连接；
所述除湿装置5包括冷却器和冷却器内的冷剂构成，冷却器入口与脱硫装置4出口连接。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括稳流稳压装置6，稳流稳压装置6入口与除湿装置5出口连接，用于稳定煤气压力和流量。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括干燥装置7，所述干燥装置7位于除湿装置5与稳流稳压装置6之间，用于进一步控制煤气湿度。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括精密过滤装置8，所述精密过滤装置8的入口与稳流稳压装置6煤气出口连接，用于进一步去除煤气中的微颗粒、微液滴等。
进一步优选，该煤气在线分析预处理系统，还包括煤气流量计量装置9，所述煤气流量计量装置9设置在稳流稳压装置6与精密过滤装置8之间，用于计量煤气流量。
一种利用上述煤气在线分析预处理系统进行煤气预处理的方法，所述方法包括如下步骤：
a)来自出气钻孔或煤气管道的煤气经取样装置1引出送入一级过滤除油除尘装置，滤除煤气中大部分的焦油、粉尘、液滴等，过滤后的煤气自过滤罐的气体出口引出；
b)自过滤罐引出的煤气进入二级除油除尘装置3，洗涤去除煤气中残留的焦油、粉尘，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
c)自洗涤罐气体引出的煤气进入脱硫装置4，洗涤脱除煤气中的硫化物，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
d)自脱硫洗涤罐引出的煤气进入除湿装置5，冷却煤气同时冷凝除去煤气中含有的绝大部分液态水、气态水，脱水后的煤气自除湿器出口引出；
e)自除湿器引出的净化后的煤气进入煤气在线分析仪中，经在线分析仪检测出煤气组分含量。
进一步优选，在步骤d)和e)之间，还设有干燥步骤f)，使来自除湿器的煤气进入干燥装置7，吸附脱除煤气中残留的水汽；
进一步优选，当出气钻孔煤气压力、流量波动较大时，煤气在进入在线分析仪之前或之后，送入稳流稳压装置6保持供气压力流量的稳定。
进一步优选，当稳流稳压装置6设置在煤气在线分析仪之前，将取样泵出口煤气先送入精密过滤装置8，经进一步去除微颗粒、微液滴之后，再送入煤气在线分析仪。
进一步优选，煤气在进入在线分析仪之前先经过煤气计量装置，通过调节放空管线煤气流量来调节进入煤气在线分析仪的煤气流量，并将过量的煤气放空。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤气在线分析预处理系统，其特征在于：包括取样装置、一级除油除尘装置、二级除油除尘装置、脱硫装置、除湿装置；
所述取样装置由取样管和设置在取样管尾端的取样阀构成；
所述一级除油除尘装置由一级过滤罐，设置在一级过滤罐内的丝网、填料、挡板构成，一级过滤罐入口与取样阀出口连接；
所述二级除油除尘装置包括二级过滤罐和二级过滤罐内洗涤液，二级过滤罐入口与一级除油除尘装置出口连接；
所述脱硫装置包括洗涤罐和洗涤罐内的洗涤液，洗涤罐的入口与二级除油除尘装置出口连接；
所述除湿装置包括冷却器和冷却器内的冷剂构成，冷却器入口与脱硫装置出口连接。
2.根据权利要求1所述的煤气在线分析预处理系统，其特征在于：该煤气在线分析预处理系统，还包括稳流稳压装置，稳流稳压装置入口与除湿装置出口连接。
3.根据权利要求2所述的煤气在线分析预处理系统，其特征在于：该煤气在线分析预处理系统，还包括干燥装置，所述干燥装置位于除湿装置与稳流稳压装置之间。
4.根据权利要求2所述的煤气在线分析预处理系统，其特征在于：该煤气在线分析预处理系统，还包括精密过滤装置，所述精密过滤装置的入口与稳流稳压装置煤气出口连接。
5.根据权利要求4所述的煤气在线分析预处理系统，其特征在于：该煤气在线分析预处理系统，还包括煤气流量计量装置，所述煤气流量计量装置设置在稳流稳压装置与精密过滤装置之间。
6.一种利用上述煤气在线分析预处理系统进行煤气预处理的方法，所述方法包括如下步骤：
a)来自出气钻孔或煤气管道的煤气经取样装置引出送入一级过滤除油除尘装置，滤除煤气中大部分的焦油、粉尘、液滴等，过滤后的煤气自过滤罐的气体出口引出；
b)自过滤罐引出的煤气进入二级除油除尘装置，洗涤去除煤气中残留的焦油、粉尘，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
c)自洗涤罐气体引出的煤气进入脱硫装置，洗涤脱除煤气中的硫化物，洗涤后的煤气自洗涤罐的气体出口引出；
d)自脱硫洗涤罐引出的煤气进入除湿装置，冷却煤气同时冷凝除去煤气中含有的绝大部分液态水、气态水，脱水后的煤气自除湿器出口引出；
e)自除湿器引出的净化后的煤气进入煤气在线分析仪中，经在线分析仪检测出煤气组分含量。
7.根据权利要求6所述的煤气在线分析预处理的方法，其特征在于：在步骤d)和e)之间，还设有干燥步骤f)，使来自冷却器的煤气进入干燥装置，吸附脱除煤气中残留的水汽。
8.根据权利要求6所述的煤气在线分析预处理的方法，其特征在于：当出气钻孔煤气压力、流量波动较大时，煤气在进入在线分析仪之前或之后，送入稳流稳压装置保持供气压力流量的稳定。
9.根据权利要求8所述的煤气在线分析预处理的方法，其特征在于：当稳流稳压装置设置在煤气在线分析仪之前，将取样泵出口煤气先送入精密过滤装置。
10.根据权利要求6所述的煤气在线分析预处理的方法，其特征在于：煤气在进入在线分析仪之前先经过煤气计量装置。
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