CN201514345U - 一种在线分析样品预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线分析样品预处理装置，包括采集探针、过滤系统和制冷系统，所述采集探针与过滤系统连通，所述过滤系统采用四级过滤，一级过滤包括水洗罐，二级过滤包括自清洗冷凝脱液过滤器，三级过滤为分子膜过滤器，四级过滤为分子筛过滤器，各级过滤装置之间通过管路和多个阀门逐级连通。四级过滤采用了冗余结构，与温度传感器相连的温度控制器控制与旋风致冷器连接的电磁阀的开断，实现了可调节的温度控制和致冷器冷风量的智能控制，经过多级降温、除水除尘过滤的煤气化样品，可以确保样品的温度、含水量和含尘量达到进入分析仪器前的要求。

Description

一种在线分析样品预处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种过滤装置，特别是一种带自动反吹功能的在线分析样品预处理过滤装置。

背景技术

在线分析预处理装置作为整个在线分析系统的首要部分，其质量以及处理能力的高低，直接影响到分析周期的长短以及分析结果的准确性，目前市面上的在线分析的预处理装置对于高温、高水以及高尘的煤气化样品的降温、除水、除尘的处理还不能达到非常理想的状态，过滤时采用传统的水冷技术，效率低，采用常规的风冷模式，不能很好的控制样品出口温度，因样品中水含量过高而易解冻造成管路堵塞，严重影响了分析的准确性甚至危及到分析仪器的安全使用。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种对高温、高含水以及高粉尘样品进行预处理的在线分析装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种在线分析样品预处理装置，包括采集探针、过滤系统和制冷系统，所述采集探针与过滤系统连通，其特征在于：所述过滤系统采用四级过滤，一级过滤包括水洗罐，二级过滤包括自清洗冷凝脱液过滤器，三级过滤为分子膜过滤器，四级过滤为分子筛过滤器，各级过滤装置之间通过管路和多个阀门逐级连通。

为了使样品在进入过滤系统之前的管道通畅，本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其在一级过滤的水洗罐之前还设置有自动反吹系统，所述自动反吹系统包括防爆电磁阀控制箱、第一防爆三通电磁阀、第二防爆三通电磁阀和空气压缩机；空气压缩机依次通过第二防爆三通电磁阀、第一防爆三通电磁阀及管道与除尘罐连通，除尘罐与采集探针连通，防爆电磁阀控制箱与第一防爆三通电磁阀、第二防爆三通电磁阀连接，所述第一防爆三通电磁阀的一个端口与一级过滤的水洗罐连通。

为了使水洗罐中的水封高度稳定在一个固定位置，本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其所述一级过滤的水洗罐一侧设置有与废液收集罐连通的溢液口，与所述溢液口连通的设置在废液收集罐上的进液口的高度与水洗罐中液面高度一致，在水洗罐顶部设置有与自清洗冷凝脱液过滤器连通的出气口。

为了方便排出样品通过水洗罐被过滤出的泥浆等，本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其在水洗罐底部设置有排渣口。

为了控制样品在经过二级过滤后被排出时的温度，本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其制冷系统设置在二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器出口处，所述制冷系统包括旋风致冷器以及控制旋风致冷器的智能温度控制装置；所述智能温度控制装置由设置在自清洗冷凝脱液过滤器的顶部的温度传感器、温度控制器和电磁阀组成，温度传感器和电磁阀与温度控制器相连，旋风致冷器与电磁阀连接。

本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其所述二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器底部为泥浆沉淀区，泥浆沉淀区上部的罐体上设置与废液收集罐连接的溢液口，泥浆沉淀区的底部也与废液收集罐连接；所述自清洗冷凝脱液过滤器的中部为热交换器，其由多根竖直安装的内抛光的超薄壁毛细管组成，毛细管的下部和水洗罐顶部的出气口连通，毛细管的上部和自清洗冷凝脱液过滤器顶部的出气口相通，所述热交换器外部与旋风致冷器的出风口相对。

本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其在废液收集灌底部连接有防爆两通电磁阀，防爆电磁阀控制箱与防爆两通电磁阀连接。

本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其所述四级过滤的分子筛过滤器为并联的冗余结构。

为了控制样品进入分析仪表所需量，本实用新型所述的在线分析样品预处理装置，其在四级过滤的分子筛过滤器的出口连接有流量计。

本实用新型通过对样品进行四级过滤，并通过温度传感器相连的温度控制器控制与旋风致冷器连接的电磁阀的开断，实现了可调节的温度控制和致冷器冷风量的智能控制，经过多级降温、除水除尘过滤的煤气化样品，可以确保样品的温度、含水量和含尘量达到进入分析仪器前的要求。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、采集样品通过四级过滤，确保了样品的温度、含水量和含尘量达到进入分析仪器前的要求。

2、在过滤系统之前设置定时自动反吹系统，有效避免了含有杂质的样品其过滤之前传输管道的堵塞问题。

3、在二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器出口处设置了智能制冷系统，确保了样品出口温度保持在一定的可靠范围之中。

4、四级过滤采用冗余结构，便于该级过滤器的更换与维修。

5、在四级过滤的出口处设置流量计，能有效控制进入分析仪表中样品的流量。

附图说明

图1是本实用新型的连接结构示意图。

图中标记：1a为第一防爆三通电磁阀，1b为第二防爆三通电磁阀，2为防爆电磁阀控制箱，3为水洗罐，4为废液收集灌，5为防爆两通电磁阀，6为电磁阀，7为温度控制器，8为空气压缩机，9为自清洗冷凝脱液过滤器，10为温度传感器，11为旋风致冷器，12为分子膜过滤器，13为分子筛过滤器，14为流量计，15除尘罐，16为采集探针。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种在线分析样品预处理装置，包括采集探针16、过滤系统和制冷系统，所述采集探针16与过滤系统连通，所述过滤系统采用四级过滤，一级过滤包括水洗罐3，二级过滤包括自清洗冷凝脱液过滤器9，三级过滤为分子膜过滤器12，四级过滤为分子筛过滤器13，各级过滤装置之间通过管路和多个阀门逐级连通。

在一级过滤的水洗罐3之前还设置有自动反吹系统，所述自动反吹系统包括防爆电磁阀控制箱2、第一防爆三通电磁阀1a、第二防爆三通电磁阀1b和空气压缩机8；空气压缩机8依次通过第二防爆三通电磁阀1b、第一防爆三通电磁阀1a及管道与除尘罐15连通，除尘罐15与采集探针16连通，防爆电磁阀控制箱2与第一防爆三通电磁阀1a、第二防爆三通电磁阀1b连接，控制三通阀流路之间的切换，所述第一防爆三通电磁阀1a的一个端口与一级过滤的水洗罐3连通，定时反吹系统能有效防止高尘样品对传输管道堵塞。

高温高水高尘的煤气化样品经采集探针16进行抽取，通过传输管道进入一级过滤的水洗罐3中，一级过滤的水洗罐3一侧设置有与废液收集罐4连通的溢液口，与所述溢液口连通的设置在废液收集罐4上的进液口的高度与水洗罐3中液面高度一致，在水洗罐3底部还设置有排渣口，排渣口与一球阀连接。样品进入水洗罐3中过滤出的水和粉尘泥浆沉积在水洗罐3底部，若水洗罐3中水面高度超过了与废液收集罐4连通的进液口的高度，多余的水则会从水洗罐3一侧开的溢液口中流入到废液收集罐4中，而沉积的泥沙等可通过球阀的开关从排渣口中排除，在废液收集罐4底部开有出液口并与防暴两通电磁阀5连接，防暴两通电磁阀5由防爆电磁阀控制箱2控制，经过水洗罐3过滤后的样品从水洗罐顶部的出气口排出进入二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器9中。

从水洗罐3中出来的样品进入到自清洗冷凝脱液过滤器9中部由多根竖直安装的内抛光的超薄壁毛细管组成的热交换器内进行热交换，样品中的水顺着毛细管的外壁流入到过滤器底部，水中溶解的粉尘泥浆也随之被冲刷到底部达到自清洗的作用，泥浆沉淀区的下部与废液收集罐4连通，流入泥浆沉淀区的水较多后，能从泥浆沉淀区上部开的溢液口中排入到废液收集罐4内，当沉积的泥浆较多后，可开启自清洗冷凝脱液过滤器9底部的排放口，将泥浆排入到废液收集罐4中。

为防止冷风过量而引起热交换器内的样品管线结冰，在所述热交换器外部设置有制冷系统，所述制冷系统包括旋风致冷器11以及控制旋风致冷器11的智能温度控制装置；所述智能温度控制装置由设置在自清洗冷凝脱液过滤器9的顶部的温度传感器10、温度控制器7和电磁阀6组成，旋风致冷器(11)的出风口与热交换器外部相对，能对样品在零下20℃的风冷下降温除尘出水；与温度传感器10相连的温度控制器7控制与旋风致冷器11连接的电磁阀6的开或断，温度控制器根据温度传感器监测的煤气样品出口温度，开启或关闭电磁阀，当温度传感器监测的煤气样品出口温度过高，则自动加大降温力度，反之则降低降温力度，确保样品出口温度保持在15±10℃的可靠范围之中。

经过二级过滤后，样品出口处将达到以下指标：样品温度：15±10℃，样品中水含量≤0.5％，样品中基本无杂质颗粒。

经过二级过滤的样品进入分子膜过滤器12进行三级过滤，所述分子膜过滤器12的过滤膜的滤膜孔可在0.05-5μm之间选择，经过三级过滤后，样品出口处将达到以下指标：样品中含水量≤1000ppm，样品中基本无杂质颗粒。

最后样品进入四级过滤，所述四级过滤器的分子筛过滤器13前半部分过滤器选用5A分子筛，后半部分过滤器选用变色硅胶，四级过滤设计为并联的冗余结构，当过滤器消耗件经过长时间使用需要更换时，可以不用停工，只需要启动备用的另一套过滤器就可以保证分析正常进行；在四级过滤器的出口处安装有带针阀的流量计14，可控制样品进入在线分析仪表的流量。

如此，高温高水高尘的样品在经过了以上四级过滤之后，样品在进入分析仪表之前将达到以下指标：样品中水含量≤0.1ppm，样品中基本无杂质颗粒，样品流量≤1L/Min，从而为样品分析的准确性和分析仪表的安全提供了可靠的保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在线分析样品预处理装置，包括采集探针(16)、过滤系统和制冷系统，所述采集探针(16)与过滤系统连通，其特征在于：所述过滤系统采用四级过滤，一级过滤包括水洗罐(3)，二级过滤包括自清洗冷凝脱液过滤器(9)，三级过滤为分子膜过滤器(12)，四级过滤为分子筛过滤器(13)，各级过滤装置之间通过管路和多个阀门逐级连通。

2.根据权利要求1所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：在一级过滤的水洗罐(3)之前还设置有自动反吹系统，所述自动反吹系统包括防爆电磁阀控制箱(2)、第一防爆三通电磁阀(1a)、第二防爆三通电磁阀(1b)和空气压缩机(8)；空气压缩机(8)依次通过第二防爆三通电磁阀(1b)、第一防爆三通电磁阀(1a)及管道与除尘罐(15)连通，除尘罐(15)与采集探针(16)连通，防爆电磁阀控制箱(2)与第一防爆三通电磁阀(1a)、第二防爆三通电磁阀(1b)连接，所述第一防爆三通电磁阀(1a)的一个端口与一级过滤的水洗罐(3)连通。

3.根据权利要求1所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：所述一级过滤的水洗罐(3)一侧设置有与废液收集罐(4)连通的溢液口，与所述溢液口连通的设置在废液收集罐(4)上的进液口的高度与水洗罐(3)中液面高度一致，在水洗罐(3)顶部设置有与自清洗冷凝脱液过滤器(9)连通的出气口。

4.根据权利要求1所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：在水洗罐(3)底部设置有排渣口。

5.根据权利要求1所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：制冷系统设置在二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器(9)出口处，所述制冷系统包括旋风致冷器(11)以及控制旋风致冷器(11)的智能温度控制装置；所述智能温度控制装置由设置在自清洗冷凝脱液过滤器(9)的顶部的温度传感器(10)、温度控制器(7)和电磁阀(6)组成，温度传感器(10)和电磁阀(6)与温度控制器(7)相连，旋风致冷器(11)与电磁阀(6)连接。

6.根据权利要求5所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：所述二级过滤的自清洗冷凝脱液过滤器(9)底部为泥浆沉淀区，泥浆沉淀区上部的罐体上设置与废液收集罐(4)连接的溢液口，泥浆沉淀区的底部也与废液收集罐(4)连接；所述自清洗冷凝脱液过滤器(9)的中部为热交换器，其由多根竖直安装的内抛光的超薄壁毛细管组成，毛细管的下部和水洗罐(3)顶部的出气口连通，毛细管的上部和自清洗冷凝脱液过滤器(9)顶部的出气口相通，所述热交换器外部与旋风致冷器(11)的出风口相对。

7.根据权利要求3或6所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：在废液收集灌(4)底部连接有防爆两通电磁阀(5)，防爆电磁阀控制箱(2)与防爆两通电磁阀(5)连接。

8.根据权利要求1所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：所述四级过滤的分子筛过滤器为并联的冗余结构。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或8所述的在线分析样品预处理装置，其特征在于：在四级过滤的分子筛过滤器(13)的出口连接有流量计(14)。