CN204988804U - 一种高压合成气体快速取样装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高压合成气体快速取样装置，包括主管路、填充有液体的取样容器和取样插管，所述主管路上设有闭合的取样旁路，取样插管上端与取样旁路连通，该取样插管下端伸入取样容器内，取样容器的上端瓶口连接有排气管，取样插管上部还装接有高压限流孔板，取样旁路上设有颗粒过滤器，取样插管上端与该颗粒过滤器连接。本实用新型公开的高压合成气体快速分析装置取样工序简单快速又安全，气体过滤提纯彻底，所以得到的数据较传统设备和方式更为精准，同时不会影响环境，且整体结构简单，生产及操作成本低。

Description

一种高压合成气体快速取样装置
技术领域
本实用新型涉及化工检测技术领域，具体涉及一种高压合成气体快速采样装置。
背景技术
高压气化炉生产过程中需要及时进行气体取样送分析仪器进行气体组分分析，气体取样的滞后直接影响工艺操作的监控。在部分煤气化炉（例如流化床煤气化炉出口或二级气流床煤气化炉）合成气中常含有一定量的大分子有机物（如萘、菲、蒽等），这些有机物在合成气冷却时会产生有机物冷凝液甚至固体结晶物。合成气在送分析仪之前需要进行冷却和净化处理，一般采用合成气冷却器进行降温，并定期将积累的有机物冷凝物进行再生，系统复杂，不能连续取样，最严重的问题是这些冷却装置大大的增加气体取样的滞后时间，对过程操作不利。
如专利ZL2010201063166公开的“液化取样器”，该装置为“T”型三通管路，三通管理上连通有两个钢瓶和一个管路接口，三通管路的三个管道均设有阀门用于控制气体走向和存储气体。该方案同样存在样品不能及时处理并进行检测的问题。
上述方案在采样过程中除了存在安全隐患和检测结果误差大的问题之外，还存在取样和检测过程中难免会造成气体泄漏，相应的对环境造成了一定的污染。
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种高压合成气体快速分析装置，能够较为快速的对气体进行采样，并且将采样后的气体送至分析仪器中进行分析处理。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种高压合成气体快速取样装置，包括主管路、填充有液体的取样容器和取样插管，所述主管路上设有闭合的取样旁路，取样插管上端与取样旁路连通，该取样插管下端伸入取样容器内，取样容器的上端瓶口连接有排气管。
所述取样插管下端装接有气体分布器。
所述取样插管上部还装接有高压限流孔板，取样旁路上设有颗粒过滤器，取样插管上端与该颗粒过滤器连接。
所述取样容器的上端瓶口内装设有除雾器。
所述排气管上设有压力调节器和低压限流孔板。
所述取样容器底部设有排污管，该排污管上从上往下间隔设有上阀门和下阀门，该上阀门和下阀门之间的排污管上设有液体补充管。
所述取样容器上还设有溢流管，该溢流管下端与取样容器下部连接，该溢流管上端与取样容器上部连接，该溢流管上还装接有手动排污阀。
所述溢流管连接有排液管，该排液管内设有溶液腔，该溶液腔内设有带排液孔的疏液阀座，溶液腔内设有浮球，该浮球连接有疏液阀芯，该疏液阀芯与疏液阀座相匹配，排液管与主管道连通。
所述取样容器侧壁设有冷却装置，该冷却装置为风冷却器或者水冷却器。
所述取样容器上设有液位显示计、压力计和温度计。
本实用新型对高压气化炉生产过程中的合成气进行及时采样并送至气体分析仪器进行分析处理，采样时间短，得用液体介质作为冷却剂和有机物吸收剂进行含大分子有机物的高压合成气快速取样，也适用含有少量细粉尘的合成气场合，对无尘、无大分子有机物分子的高压合成气同样适用。本实用新型可广泛应用于加压固定床气化炉、流化床气化炉和气流床等高压气体生产过程。
附图说明
图1为本实用新型管路连接原理示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如附图1所示，一种高压合成气体快速取样装置，包括主管路1、填充有液体的取样容器3和取样插管6，所述主管路1上设有闭合的取样旁路11，取样插管6上端与取样旁路11连通，该取样插管6下端伸入取样容器3内，取样容器3的上端瓶口连接有排气管23。取样插管6的下端还装接有气体分布器5，气体经取样插管6后再经该气体分布器5进入至取样容器3内，该气体分布器将气体分散，更加均匀地与取样容器内的液体接触传质。该排气管23上设有压力调节器12和低压限流孔板13，压力调节器用于调节将排气管中的合成气减压并稳定至分析仪器所需的压力。并通过低压限流孔板，防止气体流量突然增大，导致液体夹带流失。经过压力调节和低压限流后的低压洁净合成气通过管路送到合成气分析仪进行合成气组分分析。
在取样插管6上部还装接有高压限流孔板10。取样旁路11上设有颗粒过滤器11，取样插管6上端与该颗粒过滤器11连接。取样旁路上的合成气经过颗粒过滤器、高压限流孔板后再进入取样插管内。颗粒过滤器用于过滤掉合成气中的大颗粒杂质。取样容器3的上端瓶口内装设有除雾器9，当取样容器内的合成气排出时先经过该除雾器，该除雾器能够有效除去合成气中的气沫。
此外，取样容器3上还设有溢流管18，该溢流管18下端与取样容器6下部连接，该溢流管18上端与取样容器上部连接，该溢流管18上还装接有手动排污阀19。溢流管18连接有排液管24，该排液管24内设有溶液腔15，该溶液腔15内设有带排液孔的疏液阀座17，溶液腔15内设有浮球14，该浮球14连接有疏液阀芯16，该疏液阀芯16与疏液阀座17相匹配，排液管24与主管道1连通。通过该溢流管，当取样容器内的液体过满时，液体会经溢流管排出，溢出的液体先排入排液管的溶液腔内，随着溶液腔内的液体越来越多时，浮球上浮，带动疏液阀芯脱离疏流阀座，使得溶液腔内的液体从疏流阀座的排液孔中排出。随着溶液腔内的液体减少，浮球下降，疏液阀芯又卡在疏流阀座的排液孔内。
此外，在取样容器3底部设有排污管，该排污管上从上往下间隔设有上阀门21和下阀门22，该上阀门21和下阀门22之间的排污管上设有液体补充管。通过该排污管方便对取样容器内的污物进行排出。当合成气中含有少量细尘时，粉尘也将取样进入取样容器中与液体接触，粉尘被洗涤沉入取样容器底部，定期通过底部的两个排污阀门将沉积的泥浆排除取样容器。上阀门和下阀门交叉开关，可将取样容器底部的污泥排出取样容器，而送至原气体主管道。两个阀门之间的管道体积为每次排出的含污泥液体量。正常操作时，上阀门打开，一定时间后，关闭上阀门，然后打开下阀门，将管道体积内一批污泥排出，关闭下阀门。之后通过液体补充管将上阀门和下阀门之间的管道体积充满水，关闭补充水阀门，最后将上阀门打开，进行下一轮操作。还可再设置一手动排污阀，溢流管上设置手动排污阀，在必要时手动排水之用。
取样容器3侧壁设有冷却装置2，该冷却装置为风冷却器或者水冷却器。保证容器液体温度不因热气体的接触升高。由于气体流量很小，如5～20l/min，而容器的液体体积较大，取样气体温度可为较高，而直接进入取样，而无需进行其它冷却处理。气体温度可适用为50～750℃，只有管道材料配置合适，温度还可更高些。气源压力可为0.2～10MPa。
此外，在取样容器3上设有液位显示计4、压力计7和温度计8。通过液位显示计，可实时查看到取样容器内的有机物吸收剂和冷凝水的各自液位状态，通过压力计和温度计，则可以实时查看到工作压力和液体温度。
取样容器内的液体一般都填充有有机物吸收剂如柴油及其添加剂，并且取样容器内的液体尽量填充满。吸收剂如柴油经过长时间使用后，需要定期（如一周一次）适当的置换和补充。由于吸收剂如柴油的密度低于水的密度，因此柴油浮在取样容器上层，而水在下层。容器内液体尽量装满。主管路的合成气经取样旁路、颗粒过滤器、高压限流孔板进入到取样插管内，再进入到取样容器中。合成气与取样容器中一直保持冷却的液体接触后被冷却，合成气中所含的水蒸汽变成冷凝水，合成气中的大分子有机物如苯变成液体，而更大分子如萘、菲等也冷凝出来，在正常条件下会变成结晶固体，但由于苯、萘、菲这些有机物在吸收剂如柴油有很好的溶解度，在从合成气中冷却出来后直接溶解于柴油，与柴油形成均相液体。由于吸收剂柴油比水的密度明显的轻，它们很易分离，柴油位于容器的上部，水则居于下层。相对在合成气在的有机物含量为大分子0.1～2%，而水蒸汽含量可为2%～50%。随着气体取样，柴油吸收大分子有机物的增量很慢，而冷凝水的积累则很快，通过将底层冷凝水经溢流管自动导出取样容器之外，从而保持取样容器内的液位高度保持不变。溢流出的冷凝液从取样系统中排除，并返回至合成气主管道。合成气中可能夹带的粉尘被液体洗涤而沉降到容器底部。
在取样容器内，合成气经过冷却后由液体中上升至取样容器顶部，经过除雾器后进行气液分离和除去合成气中的泡沫，减压调节器将合成气减压并稳定至分析仪器所需的压力。而低压限流孔板可防止气体流量突然增大，导致液体夹带流失。此低压洁净合成气通过管路送合成气分析仪进行合成气组分分析。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压合成气体快速取样装置，包括主管路、填充有液体的取样容器和取样插管，其特征在于：所述主管路上设有闭合的取样旁路，取样插管上端与取样旁路连通，该取样插管下端伸入取样容器内，取样容器的上端瓶口连接有排气管。
2.根据权利要求1所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于：所述取样插管下端装接有气体分布器。
3.根据权利要求2所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样插管上部还装接有高压限流孔板，取样旁路上设有颗粒过滤器，取样插管上端与该颗粒过滤器连接。
4.根据权利要求3所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样容器的上端瓶口内装设有除雾器。
5.根据权利要求4所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述排气管上设有压力调节器和低压限流孔板。
6.根据权利要求5所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样容器底部设有排污管，该排污管上从上往下间隔设有上阀门和下阀门，该上阀门和下阀门之间的排污管上设有液体补充管。
7.根据权利要求6所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样容器上还设有溢流管，该溢流管下端与取样容器下部连接，该溢流管上端与取样容器上部连接，该溢流管上还装接有手动排污阀。
8.根据权利要求7所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述溢流管连接有排液管，该排液管内设有溶液腔，该溶液腔内设有带排液孔的疏液阀座，溶液腔内设有浮球，该浮球连接有疏液阀芯，该疏液阀芯与疏液阀座相匹配，排液管与主管道连通。
9.根据权利要求8所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样容器侧壁设有冷却装置，该冷却装置为风冷却器或者水冷却器。
10.根据权利要求9所述的高压合成气体快速取样装置，其特征在于，所述取样容器上设有液位显示计、压力计和温度计。
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