CN109323895B - 用于焦炉煤气总含s量测定的在线采样系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线采样系统，尤其是公开了一种用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，属于焦炉煤气生产检测装备设计制造技术领域。提供一种能较为准确的检测出煤焦化过程中产生的煤气中的总流含量的用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统。所述的在线采样系统包括过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置，所述的过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置顺序连通，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置接入需要采样的焦炉煤气输送管中。

Description

用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统
技术领域
本发明涉及一种在线采样系统，尤其是涉及一种用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，属于焦炉煤气生产检测装备设计制造技术领域。
背景技术
焦炉煤气是煤在隔绝空气，高温干馏后副产出的高热值可燃性气体。在煤的焦化过程中，原料煤中约30％～35％的硫转化成硫化氢等硫化物，其中的硫化物转变为无机硫化物和有机硫化物，无机硫主要存在形式为硫化氢化学式为H2S；有机硫则以二硫化碳化学式CS2、硫氧化碳化学式为COS、硫醇化学式为RSH、硫醚化学式为R-S-R′和噻吩化学式为C4H4S等硫化物混合于焦炉煤气中，其中硫化氢形式存在，约为4～10g/m3，占比90％以上，其他为有机硫、微量SO2、SO3。由于煤气在回收利用时，S燃烧易产生SO2、SO3气体，污染大，易中毒，所以要求对煤气S含量尽可能降至最低，在脱除治理过程中，必然要对煤气中总S含量进行检测分析，根据准确量选择相应的治理工艺，但同时由于煤气中含有颗粒物及其它一些对分析不利的物质如萘、焦油等，严重影响测定值。
专利公开号为CN 204882163 U的专利公开了一种焦炉煤气连续取样预处理装置，包含第一减压阀、第一控制阀、涡旋管制冷器、温控器、热电阻、外筒体、内筒体、样气管、填料，过程接口法兰，并在样气管上端设有定期吹扫系统。专利公开号CN 204882163U的专利公开了一种焦炉煤气采样装置，包括煤气管，所述煤气管连接有采样管，所述采样管通过一进气阀与气液分离器连接，气液分离器通过取样考克与一吸收瓶相连。专利公开号为CN201440118 U的专利公开了一种新型焦炉煤气采样及处理装置，包括加热取样探头、样气传输管线、洗气罐、油气分离器、压缩机冷凝器、粉尘过滤器、取样泵、气雾捕集器与分析仪器接管相连。样气经过有机混合溶液的洗涤脱出易于堵塞气路的杂质，处理后得到的是洁净的煤气，与待检测样品有差异。以上专利均未涉及硫化物取样及检测吸收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能较为准确的检测出煤焦化过程中产生的煤气中的总硫含量的在线采样系统。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，所述的在线采样系统包括过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置，所述的过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置顺序连通，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置接入需要采样的焦炉煤气输送管中。
进一步的是，所述的过滤清杂装置包括顺序连通的初级过滤清杂组件和精密过滤清杂组件，所述初级过滤清杂组件的气体输入端与需要采样的焦炉煤气输送管连接，所述精密过滤清杂组件的气体输出端与所述的除水装置连接。
上述方案的优选方式是，所述的初级过滤清杂组件和所述的精密过滤清杂组件均包括过滤管、滤膜和集液池，所述的滤膜布置在所述过滤管的气体输出端上，所述的集液池布置在靠近滤膜一端的过滤管的下侧壁上。
进一步的是，构成所述初级过滤清杂组件的滤膜为孔径为5～10微米的石英纤维膜；构成所述精密过滤清杂组件的滤膜为孔径为0.2～0.5微米的聚四氟乙烯膜。
上述方案的优选方式是，所述的除水装置包括顺序连通的取样加热组件和干燥组件，所述取样加热组件的气体输入端与所述过滤清杂装置的气体输出端连接，所述干燥组件的气体输出端与所述吸收取样装置的气体输入端连接。
进一步的是，所述的取样加热组件包括集水池和内部设置有冷热双控结构的过流管，所述的集水池从冷热双控结构下方的管壁处与所述的过流管连通，所述过流管的两端分别与所述的过滤清杂装置和所述的干燥组件连通。
上述方案的优选方式是，所述的干燥组件包括蛇形干燥管和布置在该蛇形干燥管中的干燥剂，所述蛇形干燥管的两端分别与所述的过流管和所述的吸收取样装置连通。
进一步的是，所述的吸收取样装置包括玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶，所述的玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶顺序连接通，所述玻璃转子流量计的气体输入端与所述除水装置的气体输出端连接，所述吸收瓶的气体输出端与所述的排放装置连接。
进一步的是，所述的采样器自带有流量计和泵。
进一步的是，所述的吸收瓶包括顺序连通的三级吸收子瓶，其中第一级吸收子瓶为去杂质蒸馏水吸收子瓶，第二级为醇胺复合吸收剂吸收子瓶，第三级为醇胺吸收剂吸收子瓶，所述醇胺吸收剂吸收子瓶的气体输出端与所述的排放装置连通。
本发明的有益效果是：本申请通过设置一套包括过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置的在线采样系统，并将所述的过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置顺序连通，然后在在线采样过程中，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置接入需要采样的焦炉煤气输送管中。这样，由于本申请提供的所述在线采样系统在采样过程中通过所述的过滤清杂装置除去被取出的样品中的颗粒杂杂，通过除水装置清除被取出的样品中的大量水分，最终通过所述的吸收取样装置吸收被取出的样品中的硫，为后续硫的准确检测提供可靠依据，保证了煤焦化过程中产生的煤气中的总硫含量检测的准确性。同时，由于本申请在线采样系统还包括排放装置，还可以保证硫吸收后的尾气能安全的排放到周围环境中。
附图说明
图1为本发明用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统的简化结构示意图；
图2为本发明涉及到的过滤装置的简化结构示意图；
图3为本发明涉及到的加热除水装置的简化结构示意图。
图中标记为：过滤清杂装置1、除水装置2、吸收取样装置3、排放装置4、5初级过滤清杂组件5、精密过滤清杂组件6、过滤管7、滤膜8、集液池9、取样加热组件10、干燥组件12、集水池13、过流管14、蛇形干燥管15。
具体实施方式
如图1、图2以及图3所示是本发明提供的一种能较为准确的检测出煤焦化过程中产生的煤气中的总硫含量的用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统。所述的在线采样系统包括过滤清杂装置1、除水装置2、吸收取样装置3和排放装置4，所述的过滤清杂装置1、除水装置2、吸收取样装置3和排放装置4顺序连通，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置1接入需要采样的焦炉煤气输送管中。本申请通过设置一套包括过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置的在线采样系统，并将所述的过滤清杂装置、除水装置、吸收取样装置和排放装置顺序连通，然后在在线采样过程中，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置接入需要采样的焦炉煤气输送管中。这样，由于本申请提供的所述在线采样系统在采样过程中通过所述的过滤清杂装置除去被取出的样品中的颗粒杂质，通过除水装置清除被取出的样品中的大量水分，最终通过所述的吸收取样装置吸收被取出的样品中的硫，为后续硫的准确检测提供可靠依据，保证了煤焦化过程中产生的煤气中的总硫含量检测的准确性。同时，由于本申请在线采样系统还包括排放装置，还可以保证硫吸收后的尾气能安全的排放到周围环境中。
上述实施方式中，为了最大限度的清除影响后续检测S总量的水分、杂质，同时又能将在除杂、去水分过程中损失的少量S进行回收，实现最大限度的提高S总量含量测定的准确性，本申请所述的过滤清杂装置1包括顺序连通的初级过滤清杂组件5和精密过滤清杂组件 6，所述初级过滤清杂组件5 的气体输入端与需要采样的焦炉煤气输送管连接，所述精密过滤清杂组件6的气体输出端与所述的除水装置2连接。具体的来说，所述的初级过滤清杂组件 5和所述的精密过滤清杂组件6均包括过滤管7、滤膜8和集液池9，所述的滤膜8布置在所述过滤管7的气体输出端上，所述的集液池9布置在靠近滤膜8一端的过滤管7的下侧壁上。根据需要，构成所述初级过滤清杂组件5的滤膜8为孔径为5～10微米的石英纤维膜；构成所述精密过滤清杂组件6的滤膜8为孔径为0.2～0.5微米的聚四氟乙烯膜。相应的，所述的除水装置2包括顺序连通的取样加热组件10和干燥组件12，所述取样加热组件10的气体输入端与所述过滤清杂装置1 的气体输出端连接，所述干燥组件12的气体输出端与所述吸收取样装置3的气体输入端连接。此时，所述的取样加热组件10优选为包括集水池13和内部设置有冷热双控结构的过流管14，所述的集水池13从冷热双控结构下方管壁处与所述的过流管 14连通，所述过流管14的两端分别与所述的过滤清杂装置1和所述的干燥组件12连通。所述的干燥组件12优选为包括蛇形干燥管15和布置在该蛇形干燥管15中的干燥剂，所述蛇形干燥管15的两端分别与所述的过流管14和所述的吸收取样装置3连通。这样，通过所述的集液池9和集水池13可以有效的达到将过滤清杂和除水时损失的S进行回收，保证S在吸收前的过程中不会大量流失。而两次过滤清杂，以及通过先加热，后干燥的方式可以最大限度的除去煤气中的水分。
在对煤气进行清杂和除水后，吸收也是相当关键的一个步，其设备也十分重要，为了使本申请的吸收取样装置尽可能的采用通用设备、设施，既达到尽可能吸收煤气中的含S气体、有机物和无机物，又能尽可能的吸收掉所有的有用物质，本申请所述的吸收取样装置3包括玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶，所述的玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶顺序连接通，所述玻璃转子流量计的气体输入端与所述除水装置2的气体输出端连接，所述吸收瓶的气体输出端与所述的排放装置4连接。此时，所述的采样器自带有流量计和泵；所述的吸收瓶包括顺序连通的三级吸收子瓶，其中第一级吸收子瓶为去杂质蒸馏水吸收子瓶，第二级为醇胺复合吸收剂吸收子瓶，第三级为醇胺吸收剂吸收子瓶，所述醇胺吸收剂吸收子瓶的气体输出端与所述的排放装置4连通。本申请中，所述的玻璃转子流量计、采样器以及构成的吸收瓶的三级吸收子瓶均为现有的结构，以降低生产成本和提高可操作性。
实施例一
某焦化公司3座焦炉，年产300万吨焦炭，焦炉煤气16亿m3，通过此取样装置及检测方法对进口焦炉煤气中的硫化物进行取样检测，取煤气体积200L，测得的硫化氢含量为4.81g/m3，二硫化碳含量805mg/m3，COS含量496mg/m3，其他硫化物微量，可忽略不计，即总硫含量为5.47g/m3，与现场脱硫产物含硫量分析，结果误差在10％以内。
焦炉煤气通过脱硫装置净化后，对出口焦炉煤气中的硫化物进行取样检测，取煤气体积 200L，测得的硫化氢含量为210mg/m3，二硫化碳含量97mg/m3，COS含量62mg/m3，通过计算总硫含量，为197.8mg/m3，略高于燃气锅炉燃烧后SO2浓度测算的180mg/m3，误差在10％以内。
通过此取样装置及各溶液成分检测，基本取得较为准确的数据，为现场深度脱硫及煤气回用提供参考设计值，减少深度脱硫投资成本，保证脱硫效果，已达到回用要求。

Claims (4)

1.一种用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，其特征在于：所述的在线采样系统包括过滤清杂装置(1)、除水装置(2)、吸收取样装置(3)和排放装置(4)，所述的过滤清杂装置(1)、除水装置(2)、吸收取样装置(3)和排放装置(4)顺序连通，所述的在线采样系统通过所述的过滤清杂装置(1)接入需要采样的焦炉煤气输送管中，
所述的过滤清杂装置(1)包括顺序连通的初级过滤清杂组件(5)和精密过滤清杂组件(6)，所述初级过滤清杂组件(5 )的气体输入端与需要采样的焦炉煤气输送管连接，所述精密过滤清杂组件(6)的气体输出端与所述的除水装置(2)连接，
所述的初级过滤清杂组件(5)和所述的精密过滤清杂组件(6)均包括过滤管(7)、滤膜(8)和集液池(9)，所述的滤膜(8)布置在所述过滤管(7)的气体输出端上，所述的集液池(9)布置在靠近滤膜(8)一端的过滤管(7)的下侧壁上，
构成所述初级过滤清杂组件(5)的滤膜(8)为孔径为5～10微米的石英纤维膜；构成所述精密过滤清杂组件(6)的滤膜(8)为孔径为0.2～0.5微米的聚四氟乙烯膜，所述的除水装置(2)包括顺序连通的取样加热组件(10)和干燥组件(12)，所述取样加热组件(10)的气体输入端与所述过滤清杂装置(1 )的气体输出端连接，所述干燥组件(12)的气体输出端与所述吸收取样装置(3)的气体输入端连接，
所述的取样加热组件(10)包括集水池(13)和内部设置有冷热双控结构的过流管(14)，所述的集水池(13)从冷热双控结构下方的管壁处与所述的过流管(14)连通，所述过流管(14)的两端分别与所述的过滤清杂装置(1)和所述的干燥组件(12)连通，
所述的干燥组件(12)包括蛇形干燥管(15)和布置在该蛇形干燥管(15)中的干燥剂，所述蛇形干燥管(15)的两端分别与所述的过流管(14)和所述的吸收取样装置(3)连通。
2.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，其特征在于：所述的吸收取样装置(3)包括玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶，所述的玻璃转子流量计、采样器和吸收瓶顺序连接通，所述玻璃转子流量计的气体输入端与所述除水装置(2)的气体输出端连接，所述吸收瓶的气体输出端与所述的排放装置(4)连接。
3.根据权利要求2所述的用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，其特征在于：所述的采样器自带有流量计和泵。
4.根据权利要求2或3所述的用于焦炉煤气总含S量测定的在线采样系统，其特征在于：所述的吸收瓶包括顺序连通的三级吸收子瓶，其中第一级吸收子瓶为去杂质蒸馏水吸收子瓶，第二级为醇胺复合吸收剂吸收子瓶，第三级为醇胺吸收剂吸收子瓶，所述醇胺吸收剂吸收子瓶的气体输出端与所述的排放装置(4)连通。
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