CN115165510A - 置于电捕焦油器前的样气采样分析系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种置于电捕焦油器前的样气采样分析系统及其处理方法，包括：与工艺管道相连的蒸汽引射装置，蒸汽引射装置分别与蒸汽发生器及脱焦油除萘装置相连，脱焦油除萘装置与水引射增压洗涤装置相连，水引射增压洗涤装置与水气分离组件相连，水气分离组件与过滤器相连，过滤器与流量调节装置相连，在过滤器上设置有湿度检测机构，在过滤器与流量调节装置之间设置有防爆电磁阀，防爆电磁阀与湿度检测机构电连接，流量调节装置分别与气体分析仪及气体排放稳压装置相连，气体分析仪通过气体排放稳压装置与工艺管道相连。本发明的优点在于：能够在电捕焦油器前对管道中的焦炉煤气持续进行采样分析，以此保证电捕焦油器的安全运行。

Description

置于电捕焦油器前的样气采样分析系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及样气采样分析领域，尤其涉及置于电捕焦油器前的样气采样分析系统及其处理方法。

背景技术

在冶金行业炼钢、炼铁需要大量的焦炭，在煤焦化过程中会产生大量的焦炉煤气，焦炉煤气中含有的焦油、萘、粉尘及氧气等杂质，所以需要使用电捕焦油器对焦油进行脱除。而电捕焦油器是通过产生高压直流电来维持足以使气体产生电捕的电场，使阴阳之间形成电晕区。按电场理论，正离子吸附于带负电的电晕，负离子吸附于带正电的沉淀；所有被电捕的正负离子均充满电晕与沉淀之间的整个空间。当含有焦油、萘和粉尘等杂质的气体通过该电场时，吸附了负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下，移动到沉淀后释放出所带电荷，并吸附于沉淀上，从而达到净化气体的目的，通常称为荷电现象。当吸附于沉淀上的杂质量增加到大于其附着力时，会自动向下流趟，从电捕焦油器底部排出，干净气体则从电捕焦油器上部离开并进入下道工序。

焦炉煤气是易燃易爆的气体，电捕焦油器通过高压直流电产生电场时容易发生火花放电现象，而在生产过程中，焦炉煤气中会混有氧气，焦炉煤气中氧气的主要来源有以下几方面，一是生产过程中因设备及管道泄漏而进入的空气；二是气化用气化剂过剩或短路；三是在煤气生产过程中，会有一定量的空气进入煤气中。当焦炉煤气与氧气的混合比例达到爆炸极限时，遇到火花就会发生爆炸，这就必须对管道内的焦炉煤气的含氧量进行监测和控制，从而保证电捕焦油器的安全运行。

所以需要在工艺管道上设置能够对管道中焦炉煤气的氧气含量进行实时监测的样气采样分析系统，样气采样分析系统设置在位于电捕焦油器前侧的工艺管道上容易被焦炉煤气中的焦油、萘和粉尘等杂质堵塞管路，无法很好地实现监测功能，样气采样分析系统设置在位于电捕焦油器后侧的工艺管道上，这样，由于电捕焦油器先对焦炉煤气中的焦油、萘和粉尘等杂质进行脱除，所以样气采样分析系统能够对焦炉煤气进行实时监测，但是这会导致监测滞后性，如果焦炉煤气中氧含量过高，就会先与电捕焦油器进行接触而发生爆炸，所以后置的样气采样分析系统作用不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种在电捕焦油器前对管道中的焦炉煤气进行采样、分析，从而根据具体的氧气含氧量来提前控制电捕焦油器的开闭，并且在采样、分析过程中能够解决焦炉煤气中高焦油含量、高杂质含量和高萘含量的对采样管道、对气体分析仪及其传感器的不良影响的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统及其处理方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，包括：与工艺管道相连的蒸汽引射装置，蒸汽引射装置分别与蒸汽发生器及脱焦油除萘装置相连，脱焦油除萘装置与水引射增压洗涤装置相连，水引射增压洗涤装置与水气分离组件相连，水气分离组件与过滤器相连，过滤器与流量调节装置相连，在过滤器上设置有能够对过滤器中的滤芯进行湿度检测的湿度检测机构，在过滤器与流量调节装置之间设置有防爆电磁阀，防爆电磁阀与湿度检测机构电连接，流量调节装置分别与气体分析仪及气体排放稳压装置相连，气体分析仪也与气体排放稳压装置相连，气体排放稳压装置与工艺管道相连；

所述脱焦油除萘装置包括：主罐体，在主罐体上设置有顶盖，在顶盖上设置有第一样气进管及第一进水管，第一样气进管与蒸汽引射装置相连，在顶盖的底壁上向下设置有挡管，第一样气进管穿过顶盖后向下伸入到挡管中，在主罐体与顶盖之间设置有锥形导流管，锥形导流管的内侧壁与挡管底端的外侧壁之间留有间隙，第一进水管与锥形导流管的内腔相对应，在主罐体上设置有第一溢流口，在第一溢流口上连接有第一U型管，在位于第一溢流口上方的主罐体上设置有第一出气管，第一出气管与洗涤水返回管相连，洗涤水返回管的底部与位于第一溢流口下方的主罐体相连，在洗涤水返回管的顶部设置有副罐体，在副罐体中填充有填料，在副罐体的顶部设置有第一样气出管及第二进水管；

所述水引射增压洗涤装置包括：洗涤罐体，在洗涤罐体上设置有端盖，在端盖上设置有内套管，内套管伸入到洗涤罐体中，在内套管上设置有密封盖，在密封盖上设置有混合管及与水气分离组件相连的第二样气出管，混合管向下伸入到内套管中，在混合管上设置有水引射器，所述水引射器包括：三通接头，在三通接头上水平设置有与脱焦油除萘装置中的第一样气出管相连的第二样气进管，在三通接头上竖直设置有洗涤水进管，在洗涤水进管中竖直设置有水引射喷嘴，水引射喷嘴与第二样气进管之间留有间隙，在洗涤罐体的一侧壁上设置有第二溢流口，在第二溢流口上设置有第二U型管；

所述气体排放稳压装置包括：水箱，在水箱上设置有第三溢流口，在第三溢流口上竖直设置有第二溢流管，在水箱中竖直设置有稳压罐，在稳压罐的顶壁上设置有进气管，进气管的底部与第二溢流管的顶部齐平，在进气管上设置有与流量调节装置相连的第三样气进管及与气体分析仪相连的第四样气进管，在稳压罐的顶壁上还设置有样气返回管，样气返回管与工艺管道相连，在样气返回管上设置有样气放空阀。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，所述水气分离组件包括：依次相连的气液分离器及冷凝器，气液分离器中的进气口与水引射增压洗涤装置中的第二样气出管相连，冷凝器的出气口与过滤器相连，气液分离器和冷凝器中的凝液出口与凝液回流管相连，凝液回流管与水引射增压洗涤装置中的端盖相连、并向下伸入到洗涤罐体中，凝液回流管的下端位于第二溢流口的下方。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，所述过滤器上的外壳由透明玻璃材质制成，所述过滤器中的滤芯选用过滤精度为0.5μ的纸质滤芯，所述湿度检测机构为湿度接近开关，湿度接近开关的感应端对准过滤器的外壳。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，过滤器与湿度接近开关之间的连接结构为：在过滤器的顶部设置有安装支架，在安装支架上设置有安装板，在安装板上竖直设置有内螺纹套，在内螺纹套中螺纹连接有螺钉，在螺钉上套装有凹型滑梁，凹型滑梁抵靠在内螺纹套上，在位于凹型滑梁上方的螺钉上螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母旋紧后将凹型滑梁固定在内螺纹套上，在凹型滑梁的滑槽中滑动卡设有凸型滑块，在凸型滑块上向下设置有连接板，在连接板上设置有湿度接近开关，湿度连接开关的感应端对准过滤器的外壳。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，所述填料包括：φ10mm的第一玻璃球和φ6mm的第二玻璃球，第一玻璃球填充在下方，第二玻璃球填充在第一玻璃球的上方，第一玻璃球的填充高度与第二玻璃球的填充高度比为3:1。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，在第一U型管上连接有连接三通，在连接三通上设置有向下的第一溢流管，在连接三通上设置有防虹吸通气口。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，在主罐体的底部设置有第一排污孔，在第一排污孔上螺纹连接有第一丝堵，洗涤水返回管上与主罐体相连的底部靠近主罐体的底壁。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，在洗涤罐体的底壁上设置有第二排污孔，在第二排污孔上螺纹连接有第二丝堵。

进一步的，前述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其中，水引射增压洗涤装置中的第二U型管通过水管与气体排放稳压装置中的水箱相连，第二U型管位于水箱的上方。

所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统的处理方法，其步骤如下：

S1、通过第一进水管往脱焦油除萘装置的主罐体中持续通入洗涤水，洗涤水在锥形导流管上形成环形水幕，洗涤水灌入到主罐体中，通过第二进水管往副罐体中持续通入洗涤水，洗涤水在填料上形成水膜，多余的洗涤水通过洗涤水返回管进入到主罐体中，洗涤水对主罐体、第一U型管及洗涤水返回管进行水封，主罐体和洗涤水返回管均留有空腔；

关闭水引射增压洗涤装置中的第二样气进管，通过三通接头中的洗涤水进管、混合管、内套管持续往洗涤罐体注入洗涤水中，洗涤水经过第二溢流口进入到第二U型管中，最后从第二U型管向外排出，此时，洗涤水对内套管进行水封，在内套管内形成一个空腔；

往气体排放稳压装置的水箱中注入洗涤水，洗涤水经过第二溢流管往外排，使水箱中的液位与进气管的底部齐平，关闭样气放空阀、打开样气返回管，工艺管道中的负压作用在稳压罐中使稳压罐中的液位提高，使稳压罐的空腔中形成一个稳定静压；

启动水气分离组件；

S2、用蒸汽引射装置将蒸汽发生器中的过热蒸汽进行引射，过热蒸汽在蒸汽引射装置的引射作用下产生正压，从而将压力为负压的工艺管道中的部分气体抽出作为样气，样气与过热蒸汽混合后一起进入到脱焦油除萘装置的主罐体中，主罐体中的环形水幕对样气进行第一次洗涤、降温，脱除样气中的大部分焦油、萘和粉尘等杂质，过热蒸汽在此过程中也凝结成水滴落入到主罐体中，经过第一次洗涤后的样气依次经过第一出气管、副罐体、及第一样气出管往水引射增压洗涤装置方向流动，在此过程中，样气在穿过填料之间的缝隙时，会与填料表面的水膜充分接触，样气中残存的焦油、萘和粉尘等杂质会附着在水膜上；

S3、打开水引射增压洗涤装置中的第二样气进管，经过脱焦油除萘装置两次洗涤的样气从第二样气进管进入到水引射器中进行增压，增压后的样气与洗涤水在混合管中进行充分混合、并进入到内套管内的洗涤水中，样气经过水引射增压洗涤装置的增压洗涤后脱除剩余的微量焦油、萘和粉尘，经过洗涤水清洗后的干净样气会浮出洗涤水后进入到内套管的空腔中，当内套管的空腔中充满样气后，空腔中的样气会在内套管的空腔中形成正静压，位于内套管的空腔中的样气在正静压的作用下流入到水气分离组件中；

S4、水气分离组件将水引射增压洗涤装置洗涤后的样气进行干燥，干燥后的样气流入到过滤器中，同时，湿度检测机构对过滤器的滤芯进行湿度检测，若湿度检测机构检测到过滤芯没有湿度变化，说明样气干燥，可经过流量调节装置进入到气体分析仪中进行氧气含量的分析；若湿度检测机构检测到滤芯湿度变化，说明样气干燥不彻底，湿度检测机构发出警报并控制防爆电磁阀关闭，防止带有水气的样气进入到气体分析仪中损坏气体分析仪；

S5、根据气体分析仪的进气量调节流量调节装置，以此保证进入到气体分析仪中的样气是一个定量，其余没有进入到气体分析仪中的样气通过流量调节装置进入到第三样气进管中，气体分析仪中完成分析的样气进入到第四样气进管中；

S6、样气从第三样气进管和第四样气进管进入到进气管中，然后从处于静压环境的进气管的底部排放到稳压罐中的洗涤水中，然后通过稳压罐及样气返回管回流到工艺管道中。

本发明的优点在于：能够实现在电捕焦油器前对管道中的焦炉煤气持续进行采样分析，以此保证电捕焦油器的安全运行。在采样过程中通过脱焦油除萘装置能够对从工艺管道中抽出的样气进行喷淋、水洗、降温、二次喷淋、附着分离等综合手段去除大量焦油、萘和粉尘等杂质，利用水引射增压洗涤装置能够对样气进行进一步洗涤，而且还能通过产生正静压给样气提供动力，不需要额外设置动力系统，这样也就不会影响样气中的成分，通过水气分离组件能够对样气进行干燥，通过过滤器与流量调节装置能够进行最后的过滤、并检测样气的湿度，防止带有水气的样气进入到气体分析仪中损坏气体分析仪，通过气体分析仪就能分析出样气中的氧气含量，以此来保证电捕焦油器的安全运行，利用气体排放稳压装置能够稳定气体分析仪分析后尾气的排放压力，防止工艺管道中的压力波动影响分析仪分析后尾气的排放压力而造成气体分析仪的测量波动，造成分析数据产生波动。

附图说明

图1是本发明所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统的结构示意图。

图2是图1中脱焦油除萘装置的结构示意图。

图3是图1中水引射增压洗涤装置的结构示意图。

图4是图3中水引射器的结构示意图。

图5是图1中气体排放稳压装置的结构示意图。

图6是图1中过滤器与湿度接近开关之间的连接结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步说明。

如图1～图6所示，本发明所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，包括：与工艺管道1相连的蒸汽引射装置2，本实施例中，蒸汽引射装置2可选用英国SERVOMEX公司生产的SP240型蒸汽引射装置，蒸汽引射装置2分别与蒸汽发生器（在图中没有体现）及脱焦油除萘装置3相连，脱焦油除萘装置3与水引射增压洗涤装置4相连，水引射增压洗涤装置4与水气分离组件相连，水气分离组件与过滤器5相连，过滤器5与流量调节装置6相连，本实施例中，流量调节装置6可选用科隆公司的玻璃管转子流量计DK800系列，在过滤器5上设置有能够对过滤器5中的滤芯51进行湿度检测的湿度检测机构，在过滤器5与流量调节装置6之间设置有防爆电磁阀61，防爆电磁阀61与湿度检测机构电连接，流量调节装置6分别与气体分析仪7及气体排放稳压装置8相连，气体分析仪7也与气体排放稳压装置8相连，气体排放稳压装置8与工艺管道1相连。

本实施例中，所述脱焦油除萘装置3包括：主罐体31，在主罐体31的底壁上设置有第一排污孔，在第一排污孔上螺纹连接有第一丝堵311，在主罐体31上设置有顶盖312，在顶盖312上设置有第一样气进管32及第一进水管33，第一样气进管32与蒸汽引射装置2相连，在顶盖312的底壁上向下设置有挡管34，第一样气进管32穿过顶盖312后向下伸入到挡管34中，在主罐体31与顶盖312之间设置有锥形导流管35，锥形导流管35的内侧壁与挡管34底端的外侧壁之间留有间隙，第一进水管33与锥形导流管35的内腔相对应，在主罐体31上设置有第一溢流口，在第一溢流口上连接有第一U型管36，在第一U型管36上连接有连接三通361，在连接三通361上设置有开口向下的第一溢流管362，在连接三通361上设置有防虹吸通气口363，防止第一U型管36中水满后产生虹吸现象，以此防止主罐体31与外部空气发生置换，在位于第一溢流口上方的主罐体31上设置有第一出气管37，第一出气管37与洗涤水返回管38相连，洗涤水返回管38的底部与位于第一溢流口下方的主罐体31相连，洗涤水返回管38上与主罐体31相连的底部靠近主罐体31的底壁，在洗涤水返回管38的顶部设置有副罐体39，在副罐体39中填充有填料，所述填料包括：φ10mm的第一玻璃球391和φ6mm的第二玻璃球392，第一玻璃球391填充在下方，第二玻璃球392填充在第一玻璃球391的上方，第一玻璃球391的填充高度与第二玻璃球392的填充高度比为3:1，铺设在下方的第一玻璃球391之间的间隙较大，便于样气的流动，而铺设在上方的第二玻璃球392之间的间隙较小，有利于样气中的杂质附着在水膜上，在副罐体39的顶部设置有第一样气出管393及第二进水管394。

洗涤水通过第一进水管33进入到主罐体31中，洗涤水在锥形导流管35的导流作用下沿着锥形导流管35的内侧壁向下流动，洗涤水穿过锥形导流管35的内侧壁与挡管34底端的外侧壁之间的间隙中后形成环形水幕，当主罐体31中的洗涤水从第一溢流口溢流到第一U型管36中后，洗涤水会在第一U型管36中的形成水封，避免外部空气进入到主罐体31中影响样气中的氧含量，洗涤水通过第二进水管394进入到副罐体39中，洗涤水流经第二玻璃球392和第一玻璃球391后经过洗涤水返回管38进入到主罐体31中，洗涤水在洗涤水返回管38中形成水封。当样气从第一样气进管32进入到主罐体31中后，样气需要经过水幕进入到第一出气管37中，水幕在流动过程中对样气进行第一次洗涤，去除样气中的大部分焦油、萘和粉尘等杂质，焦油、萘和粉尘等杂质就会沉淀在主罐体31中，经过第一次洗涤后的样气通过第一出气管37进入到副罐体39中，然后穿过第一玻璃球391和第二玻璃球392之间的间隙后进入到第一样气出管393中，样气在穿过第一玻璃球391和第二玻璃球392之间的间隙的过程中，样气中的部分焦油、萘和粉尘等杂质就会附着在第一玻璃球391和第二玻璃球392表面的水膜上，然后在洗涤水的持续冲刷下，附着在水膜上的焦油、萘和粉尘等杂质就会进入到洗涤水返回管38中，洗涤水返回管38中的洗涤水进入到主罐体31中时，会带着洗涤水返回管38中的杂质一起进入到主罐体31中，并对主罐体31的底部进行反冲，这样就会使沉淀在主罐体31中的杂质向上翻腾，从而从第一溢流口进入到第一U型管36中，最后从第一溢流管362往外排出。

所述水引射增压洗涤装置4包括：洗涤罐体41，在洗涤罐体41的底部设置有第二排污孔，在第二排污孔上螺纹连接有第二丝堵42，在洗涤罐体41上设置有端盖43，在端盖43上设置有内套管44，内套管44伸入到洗涤罐体41中，在内套管44上设置有密封盖441，在密封盖441上设置有混合管45及与水气分离组件相连的第二样气出管46，混合管45向下伸入到内套管44中，在混合管45上设置有水引射器，所述水引射器包括：三通接头47，在三通接头47上水平设置有与脱焦油除萘装置3中的第一样气出管393相连的第二样气进管471，在三通接头47上竖直设置有洗涤水进管472，在洗涤水进管472中竖直设置有水引射喷嘴473，水引射喷嘴473与第二样气进管471之间留有间隙，洗涤水进入到洗涤水进管472中后，进入到水引射喷嘴473中，由于水引射喷嘴473的孔径小于洗涤水进管472的孔径，所以水引射喷嘴473能够对流动的洗涤水进行增压，洗涤水增压流动时会在水引射喷嘴473与第二样气进管471之间的间隙处形成负压，该负压就能对第二样气进管471中的样气起到负压牵引作用，从而对样气进行增压，在洗涤罐体41的一侧壁上设置有第二溢流口，在第二溢流口上设置有第二U型管48。

洗涤水通过洗涤水进管472注入到洗涤罐体41中，洗涤罐体41中的洗涤水从第二溢流口流入到第二U型管48中，洗涤水在第二U型管48中形成水封，防止外部空气进入到洗涤罐体41中影响样气中的氧含量，洗涤水与内套管44之间形成空腔。当脱焦油除萘装置3中经过洗涤后的样气进入到第二样气进管471中时，水引射喷嘴473对洗涤水增压后产生的负压就会对应第二样气进管471中的样气进行增压，增压后的样气与洗涤水在混合管45中充分混合、并进入到内套管44中的洗涤水中，经过洗涤水清洗干净的样气浮出洗涤水后进入到内套管44的空腔中，当内套管44中充满样气后，空腔中的样气会在内套管44中形成约2.5kPa的正静压，该正静压会对内套管44中的洗涤水进行下压，使内套管44中的洗涤水与洗涤罐体41中的洗涤水形成液位差，持续输送样气就能保证内套管44中的正静压不变，内套管44中的样气在正静压的作用下产生动力，经过第二样气出管46往水气分离组件方向流动。

所述水气分离组件包括：依次相连的气液分离器9及冷凝器91，气液分离器9中的进气口与水引射增压洗涤装置4中的第二样气出管46相连，冷凝器91中的出气口与过滤器5相连，气液分离器9和冷凝器91中的凝液出口与凝液回流管49相连，凝液回流管49与水引射增压洗涤装置4中的端盖43相连、并向下伸入到洗涤罐体41中，凝液回流管49的下端位于第二溢流口的下方，洗涤水就能对凝液回流管49进行水封。

样气经过水引射增压洗涤装置4中的第二样气出管46进入到气液分离器9中经过离心原理进行第一步干燥，再进入到冷凝器91中经过换热原理进行第二步干燥，气液分离器9和冷凝器91中的凝液经过凝液回流管49回流到水引射增压洗涤装置4中的洗涤罐体41中，既能对洗涤罐体41进行补水，还能少设置一个排水系统，降低了生产成本。冷凝器91中干燥的样气进入到过滤器5中进行最后的过滤。

所述过滤器5上的外壳由透明玻璃材质制成，所述过滤器5中的滤芯选用过滤精度为0.5μ的纸质滤芯，本实施例中，过滤器5可选用英国HEADLINE公司的137G型过滤器。所述湿度检测机构为湿度接近开关51，湿度接近开关51的感应端对准过滤器5的外壳，过滤精度为0.5μ的纸质滤芯不仅过滤精度高，能够过滤掉细小的液滴和固态杂质，而且容易受到湿气变潮，而湿度接近开关51不会对玻璃材质的外壳产生反应，这样就能透过玻璃材质的外壳对里面的纸质滤芯进行监测，当纸质滤芯被打湿后就不具备过滤液滴的功能，所以当潮湿的纸质滤芯被湿度接近开关51感应到后就能进行报警，并控制防爆电磁阀61关闭，以防带有湿气的样气进入到气体分析仪7中造成气体分析仪7的损坏。

过滤器5与湿度接近开关51之间的连接结构为：在过滤器5的顶部设置有安装支架52，在安装支架52上设置有安装板53，在安装板53上竖直设置有内螺纹套54，在内螺纹套54中螺纹连接有螺钉55，在螺钉55上套装有凹型滑梁56，凹型滑梁56抵靠在内螺纹套54上，在位于凹型滑梁56上方的螺钉55上螺纹连接有锁紧螺母57，锁紧螺母57旋紧后将凹型滑梁56固定在内螺纹套54上，在凹型滑梁56的滑槽中滑动卡设有凸型滑块58，在凸型滑块58上向下设置有连接板59，在连接板59上设置有湿度接近开关51，湿度连接开关51的感应端对准过滤器5的外壳。

所述气体排放稳压装置8包括：水箱81，在水箱81上设置有第三溢流口，在第三溢流口上竖直设置有第二溢流管82，在水箱81中竖直设置有稳压罐83，在稳压罐83的顶壁上设置有进气管84，进气管84的底部与第二溢流管82的顶部齐平，在进气管84上设置有与流量调节装置6相连的第三样气进管841及与气体分析仪7相连的第四样气进管842，在稳压罐83的顶壁上还设置有样气返回管85，样气返回管85与工艺管道1相连，在样气返回管85上设置有样气放空阀86，由于进入到水引射增压洗涤装置4中的样气经过脱焦油除萘装置3的两次洗涤后已经相对干净了，所以水引射增压洗涤装置4中洗涤样气后的废水中焦油、萘和粉尘等杂质的含量较少，所以可以直接排出，并且气体排放稳压装置8中的水箱81对水的洁净度要求不高，所以可以直接将水引射增压洗涤装置4中的废水排入到水箱81中，所以，水箱81通过水管与水引射增压洗涤装置4中的第二U型管48相连，第二U型管48位于水箱81的上方，第二U型管48中的水能够在重力作用下流入到水箱81中，既能对水箱81进行补水，又不需要额外设置一个排水系统。

往气体排放稳压装8置的水箱81中注入洗涤水，洗涤水经过第二溢流管82往外排，使水箱81中的液位与进气管84的底部齐平，然后关闭样气放空阀86、打开样气返回管85，工艺管道1中的负压通过样气返回管85作用在稳压罐83中使稳压罐83中洗涤水的液位升高，稳压罐83中洗涤水的液位升高后会产生一个能够抵消负压的水压，该水压能够随着工艺管道1中压力波动的变化而同时变化，从而能够实时抵消掉工艺管道1中的压力波动，稳压罐83中的水压与负压抵消掉后会在进气管84的底部形成一个相对稳定的静压，由于在稳压罐83内外压力相同、且与大气压压力相同时进气管84的底部与水箱81中的液位齐平，所以当稳压罐83中的液位升高后，进气管84的底部所受到的压力就是静压，进气管84的底部处于一个稳定的排放环境，气体分析仪7中完成检测的样气从进气管84的底部向外排放时就不会受到工艺管道1中压力波动的影响，从而保证了测量数据的准确性。

本发明所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统的处理方法，其步骤如下：

S1、通过第一进水管33往脱焦油除萘装置3的主罐体31中持续通入洗涤水，洗涤水通过锥形导流管35与挡管34底端之间的间隙后形成环形水幕，洗涤水进入到主罐体31中、并从第一溢流口流入到第一U型管36中形成水封，通过第二进水管394往副罐体39中持续通入洗涤水，洗涤水在第二玻璃球392及第一玻璃球391的表面形成水膜，多余的洗涤水通过洗涤水返回管38进入到主罐体31中，洗涤水对主罐体31及洗涤水返回管38进行水封，在主罐体31及洗涤水返回管38中均留有空腔；

关闭水引射增压洗涤装置4中的第二样气进管471，通过三通接头47中的洗涤水进管472、混合管45、内套管44持续往洗涤罐体41中注入洗涤水中，洗涤水经过第二溢流口进入到第二U型管48中形成水封，此时，洗涤水对内套管44进行水封，在内套管44中形成一个空腔；

往气体排放稳压装置8的水箱81中注入洗涤水，洗涤水经过第二溢流管82往外排，使水箱81中的液位与进气管84的底部齐平，关闭样气放空阀86、打开样气返回管85，工艺管道1中的负压通过样气返回管85作用在稳压罐83中使稳压罐83中的液位提高，使进气管84的底部处在一个相对稳定的静压环境下；

启动水气分离组件中的气液分离器9和冷凝器91；

S2、用蒸汽引射装置2将蒸汽发生器中的过热蒸汽进行引射，过热蒸汽在蒸汽引射装置2的引射作用下产生正压，从而将压力为负压的工艺管道1中的部分气体抽出作为样气，样气与过热蒸汽混合后一起进入到脱焦油除萘装置3的主罐体31中，用蒸汽引射装置2通过过热蒸汽进入到管道中可以防止焦油聚结在管道壁上堵塞管道，而且同样可以保证管道的温度，以避免萘在低于80℃时析出结晶堵塞管道，过热蒸汽在蒸汽引射装置2下具有较强的冲击力，还能起到冲刷管道的作用，防止碳粉、煤灰等其他粉尘杂质堵塞管道；

主罐体31中的环形水幕对位于主罐体31的空腔中的样气进行第一次洗涤、降温，脱除样气中的大部分焦油、萘和粉尘等杂质，过热蒸汽在此过程中也凝结成水滴落入到主罐体31中，样气依次经过第一出气管37、洗涤水返回管38的空腔进入到副罐体39中，样气在副罐体39中从下往上依次经过第一玻璃球391之间的缝隙、第二玻璃球392之间的缝隙，在此过程中，样气与第一玻璃球391和第二玻璃球392表面的水膜相接触，样气中残存的焦油、萘和粉尘等杂质附着在水膜上，而样气经过副罐体39上的第一样气出管393进入到水引射增压洗涤装置4的第二进气管471中；

S3、打开水引射增压洗涤装置4中的第二样气进管471，经过脱焦油除萘装置3两次洗涤的样气从第二样气进管471进入到水引射器中进行增压，增压后的样气与洗涤水在混合管45中进行充分混合、并进入到内套管44内的洗涤水中，样气经过增压洗涤后脱除剩余的微量焦油、萘和粉尘等杂质，经过洗涤水清洗后的干净样气会在内套管44的洗涤水中浮出、并进入到内套管44的空腔中，当内套管44的空腔中充满样气后，空腔中的样气会在内套管44的空腔中形成约2.5kPa的正静压，该正静压会对内套管44中的洗涤水进行下压，使内套管44中的洗涤水与洗涤罐体41中的洗涤水之间形成液位差，内套管44中的样气在正静压的作用下产生动力，经过第二样气出管46往水气分离组件中的气液分离器9及冷凝器91的方向流动；

S4、水气分离组件的气液分离器9经过离心原理对样气进行第一步干燥，然后样气在进入到冷凝器91中经过换热原理进行第二步干燥，经过两次干燥后的样气流入到过滤器5中，同时，湿度接近开关51透过过滤器5中由透明玻璃材质制成的外壳对过滤器5中的纸质滤芯进行湿度检测，若湿度接近开关51检测到纸质滤芯没有湿度变化，说明样气干燥，可经过流量调节装置6进入到气体分析仪7中进行氧气含量的分析；若湿度接近开关51检测到纸质滤芯的湿度发生变化，说明样气干燥不彻底，湿度接近开关51发出警报并控制防爆电磁阀61关闭，防止带有水气的样气进入到气体分析仪7中损坏气体分析仪7；

S5、根据气体分析仪7的进气量调节流量调节装置6，以此保证进入到气体分析仪7中的样气是一个定量，其余没有进入到气体分析仪7中的样气通过流量调节装置6进入到气体排放稳压装置8中的第三样气进管841中，气体分析仪7中完成分析的样气进入到气体排放稳压装置8中的第四样气进管842中；

S6、样气从第三样气进管841和第四样气进管842进入到进气管84后进入到稳压罐83中具有稳定静压的洗涤水中，然后从稳压罐83的洗涤水中流入到具有稳定静压的稳压罐83中，样气通过稳压罐83及样气返回管85回流到工艺管道1中，若工艺管道1与样气返回管85之间出现泄漏、水箱81中洗涤水的液位低于稳压罐83的底部时，关闭样气返回管85，打开样气放空阀86，将样气排放到空气中，及时进行检修或补水。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：包括：与工艺管道相连的蒸汽引射装置，蒸汽引射装置分别与蒸汽发生器及脱焦油除萘装置相连，脱焦油除萘装置与水引射增压洗涤装置相连，水引射增压洗涤装置与水气分离组件相连，水气分离组件与过滤器相连，过滤器与流量调节装置相连，在过滤器上设置有能够对过滤器中的滤芯进行湿度检测的湿度检测机构，在过滤器与流量调节装置之间设置有防爆电磁阀，防爆电磁阀与湿度检测机构电连接，流量调节装置分别与气体分析仪及气体排放稳压装置相连，气体分析仪也与气体排放稳压装置相连，气体排放稳压装置与工艺管道相连；

所述脱焦油除萘装置包括：主罐体，在主罐体上设置有顶盖，在顶盖上设置有第一样气进管及第一进水管，第一样气进管与蒸汽引射装置相连，在顶盖的底壁上向下设置有挡管，第一样气进管穿过顶盖后向下伸入到挡管中，在主罐体与顶盖之间设置有锥形导流管，锥形导流管的内侧壁与挡管底端的外侧壁之间留有间隙，第一进水管与锥形导流管的内腔相对应，在主罐体上设置有第一溢流口，在第一溢流口上连接有第一U型管，在位于第一溢流口上方的主罐体上设置有第一出气管，第一出气管与洗涤水返回管相连，洗涤水返回管的底部与位于第一溢流口下方的主罐体相连，在洗涤水返回管的顶部设置有副罐体，在副罐体中填充有填料，在副罐体的顶部设置有第一样气出管及第二进水管；

所述水引射增压洗涤装置包括：洗涤罐体，在洗涤罐体上设置有端盖，在端盖上设置有内套管，内套管伸入到洗涤罐体中，在内套管上设置有密封盖，在密封盖上设置有混合管及与水气分离组件相连的第二样气出管，混合管向下伸入到内套管中，在混合管上设置有水引射器，所述水引射器包括：三通接头，在三通接头上水平设置有与脱焦油除萘装置中的第一样气出管相连的第二样气进管，在三通接头上竖直设置有洗涤水进管，在洗涤水进管中竖直设置有水引射喷嘴，水引射喷嘴与第二样气进管之间留有间隙，在洗涤罐体的一侧壁上设置有第二溢流口，在第二溢流口上设置有第二U型管；

所述气体排放稳压装置包括：水箱，在水箱上设置有第三溢流口，在第三溢流口上竖直设置有第二溢流管，在水箱中竖直设置有稳压罐，在稳压罐的顶壁上设置有进气管，进气管的底部与第二溢流管的顶部齐平，在进气管上设置有与流量调节装置相连的第三样气进管及与气体分析仪相连的第四样气进管，在稳压罐的顶壁上还设置有样气返回管，样气返回管与工艺管道相连，在样气返回管上设置有样气放空阀。

2.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：所述水气分离组件包括：依次相连的气液分离器及冷凝器，气液分离器中的进气口与水引射增压洗涤装置中的第二样气出管相连，冷凝器的出气口与过滤器相连，气液分离器和冷凝器中的凝液出口与凝液回流管相连，凝液回流管与水引射增压洗涤装置中的端盖相连、并向下伸入到洗涤罐体中，凝液回流管的下端位于第二溢流口的下方。

3.根据权利要求2所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：所述过滤器上的外壳由透明玻璃材质制成，所述过滤器中的滤芯选用过滤精度为0.5μ的纸质滤芯，所述湿度检测机构为湿度接近开关，湿度接近开关的感应端对准过滤器的外壳。

4.根据权利要求3所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：过滤器与湿度接近开关之间的连接结构为：在过滤器的顶部设置有安装支架，在安装支架上设置有安装板，在安装板上竖直设置有内螺纹套，在内螺纹套中螺纹连接有螺钉，在螺钉上套装有凹型滑梁，凹型滑梁抵靠在内螺纹套上，在位于凹型滑梁上方的螺钉上螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母旋紧后将凹型滑梁固定在内螺纹套上，在凹型滑梁的滑槽中滑动卡设有凸型滑块，在凸型滑块上向下设置有连接板，在连接板上设置有湿度接近开关，湿度连接开关的感应端对准过滤器的外壳。

5.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：所述填料包括：φ10mm的第一玻璃球和φ6mm的第二玻璃球，第一玻璃球填充在下方，第二玻璃球填充在第一玻璃球的上方，第一玻璃球的填充高度与第二玻璃球的填充高度比为3:1。

6.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：在第一U型管上连接有连接三通，在连接三通上设置有向下的第一溢流管，在连接三通上设置有防虹吸通气口。

7.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：在主罐体的底部设置有第一排污孔，在第一排污孔上螺纹连接有第一丝堵，洗涤水返回管上与主罐体相连的底部靠近主罐体的底壁。

8.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：在洗涤罐体的底壁上设置有第二排污孔，在第二排污孔上螺纹连接有第二丝堵。

9.根据权利要求1所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统，其特征在于：水引射增压洗涤装置中的第二U型管通过水管与气体排放稳压装置中的水箱相连，第二U型管位于水箱的上方。

10.一种采用权利要求1～9任意一项所述的置于电捕焦油器前的样气采样分析系统的采样分析方法，其特征在于：其步骤如下：

S1、通过第一进水管往脱焦油除萘装置的主罐体中持续通入洗涤水，洗涤水在锥形导流管上形成环形水幕，洗涤水灌入到主罐体中，通过第二进水管往副罐体中持续通入洗涤水，洗涤水在填料上形成水膜，多余的洗涤水通过洗涤水返回管进入到主罐体中，洗涤水对主罐体、第一U型管及洗涤水返回管进行水封，主罐体和洗涤水返回管均留有空腔；

关闭水引射增压洗涤装置中的第二样气进管，通过三通接头中的洗涤水进管、混合管、内套管持续往洗涤罐体注入洗涤水中，洗涤水经过第二溢流口进入到第二U型管中，最后从第二U型管向外排出，此时，洗涤水对内套管进行水封，在内套管内形成一个空腔；

往气体排放稳压装置的水箱中注入洗涤水，洗涤水经过第二溢流管往外排，使水箱中的液位与进气管的底部齐平，关闭样气放空阀、打开样气返回管，工艺管道中的负压作用在稳压罐中使稳压罐中的液位提高，使稳压罐的空腔中形成一个稳定静压；

启动水气分离组件；

S2、用蒸汽引射装置将蒸汽发生器中的过热蒸汽进行引射，过热蒸汽在蒸汽引射装置的引射作用下产生正压，从而将压力为负压的工艺管道中的部分气体抽出作为样气，样气与过热蒸汽混合后一起进入到脱焦油除萘装置的主罐体中，主罐体中的环形水幕对样气进行第一次洗涤、降温，脱除样气中的大部分焦油、萘和粉尘等杂质，过热蒸汽在此过程中也凝结成水滴落入到主罐体中，经过第一次洗涤后的样气依次经过第一出气管、副罐体、及第一样气出管往水引射增压洗涤装置方向流动，在此过程中，样气在穿过填料之间的缝隙时，会与填料表面的水膜充分接触，样气中残存的焦油、萘和粉尘等杂质会附着在水膜上；

S3、打开水引射增压洗涤装置中的第二样气进管，经过脱焦油除萘装置两次洗涤的样气从第二样气进管进入到水引射器中进行增压，增压后的样气与洗涤水在混合管中进行充分混合、并进入到内套管内的洗涤水中，样气经过水引射增压洗涤装置的增压洗涤后脱除剩余的微量焦油、萘和粉尘，经过洗涤水清洗后的干净样气会浮出洗涤水后进入到内套管的空腔中，当内套管的空腔中充满样气后，空腔中的样气会在内套管的空腔中形成正静压，位于内套管的空腔中的样气在正静压的作用下流入到水气分离组件中；

S4、水气分离组件将水引射增压洗涤装置洗涤后的样气进行干燥，干燥后的样气流入到过滤器中，同时，湿度检测机构对过滤器的滤芯进行湿度检测，若湿度检测机构检测到过滤芯没有湿度变化，说明样气干燥，可经过流量调节装置进入到气体分析仪中进行氧气含量的分析；若湿度检测机构检测到滤芯湿度变化，说明样气干燥不彻底，湿度检测机构发出警报并控制防爆电磁阀关闭，防止带有水气的样气进入到气体分析仪中损坏气体分析仪；

S5、根据气体分析仪的进气量调节流量调节装置，以此保证进入到气体分析仪中的样气是一个定量，其余没有进入到气体分析仪中的样气通过流量调节装置进入到第三样气进管中，气体分析仪中完成分析的样气进入到第四样气进管中；

S6、样气从第三样气进管和第四样气进管进入到进气管中，然后从处于静压环境的进气管的底部排放到稳压罐中的洗涤水中，然后通过稳压罐及样气返回管回流到工艺管道中。

Images