CN210513865U - 气化炉烧嘴冷却水co在线红外分析仪的取样预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置，其包括冷却水分离罐和安装该冷却水分离罐上的取样管；该冷却水分离罐具有罐体，连通该罐体的内腔的进水口、排水口和载气口，在罐体的顶部设置有放空管，该取样管安装在该放空管上；在取样管的外周面上安装有冷却夹套，该冷却夹套上设置有冷媒进口和冷媒出口。样气在进入到取样管内，冷媒流经冷却夹套时，对取样管内的样气进行冷却，使样气所携带的水汽将冷凝为液滴，样气中的铁锈等杂质在这一过程中将随液滴在重力作用下回流至罐体内，洁净的样气再进入CO分析仪器内，避免污染CO分析仪器，并由此使检测准确度得以提高。

Description

气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置

技术领域

本实用新型涉及气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置。

背景技术

GE公司煤气化装置工艺原理是水煤浆和纯氧通过工艺烧嘴喷入气化炉，在气化炉炉膛内发生部分氧化反应，生成高温高压(1400℃/4.0MPa)的粗水煤气(H₂:35％、CO:45％、CO₂:19％)，工艺烧嘴是气化装置核心设备之一，烧嘴的头部处于高温高压的环境中，在烧嘴的外周盘卷有冷却水盘管，依靠冷却水对烧嘴的头部进行冷却保护。

在局部超温、热应力及工艺气体侵蚀等因素影响下，冷却水盘管上的焊缝易出现裂纹，裂纹如果不及时发现将导致烧嘴损坏和着火爆炸等严重后果。为了及时发现烧嘴冷却水盘管是否出现裂纹，烧嘴的冷却水出口分离罐设计有取样装置，N₂作为载气通过取样管送至在线红外分析仪实时监测CO含量，CO含量远传至DCS操作系统，便于操作人员监控。一旦CO含量超标即可判断烧嘴冷却水盘管出现裂纹，气化炉需及时停工更换烧嘴。烧嘴冷却水出口温度为45～50℃，由于冷却水分离罐及放空管均为碳钢材质，分离罐及放空管内壁会产生铁锈，载气(N₂)易夹带水汽和铁锈通过取样管进入红外分析仪检测气室，使气室镜面被污染，影响透光率，导致实时监测数据不准，CO含量超标不能及时发现，在这种状态下，高温高压的水煤气会通过裂纹串入冷却水系统，损坏工艺烧嘴，甚至发生恶性爆炸事故。烧嘴冷却水盘管一旦损坏，必须整体更换冷却水盘管，维修费用约需25万元。

为了避免烧嘴损坏，维保人员每周将红外分析仪拆开检查并清洗检测气室，即使在采用人工检测的状态下，检测气室寿命也仅为2～3个月。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种能够分离样气中杂质的取样预处理装置，以延长分析仪检的使用寿命，再次基础上提高样气检测的准确度。具体的技术方案为：

气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置，其包括冷却水分离罐和安装该冷却水分离罐上的取样管；

该冷却水分离罐具有罐体，连通该罐体的内腔的进水口、排水口和载气口，在罐体的顶部设置有放空管，该取样管安装在该放空管上；在取样管的外周面上安装有冷却夹套，该冷却夹套上设置有冷媒进口和冷媒出口。优选地，取样管和冷却夹套均为不锈钢材质。

在该实用新型使用时，载气进入到罐体的内腔中，烧嘴冷却水水经进水口进入到罐体的内腔中，并经排水口排出，载气在经过罐体内腔中的冷却水后成为样气，然后进入到取样管内，冷媒流经冷却夹套时，对取样管内的样气进行冷却，使样气所携带的水汽将冷凝为液滴，样气中的铁锈等杂质在这一过程中将随液滴在重力作用下回流至罐体内，洁净的样气再进入CO分析仪器内，避免污染CO分析仪器。由于样气中杂质的减少，也使得样气检测准确度得以提高。

为便于样气中所产生的液滴能够顺利地返回罐体，该取样管沿倾斜方向向上延伸。且优选该取样管与竖直方向之间的夹角为40-60°。在该角度下，液滴具有较快的向下滚动的速度。

进一步，冷媒进口用于连通载气管，冷媒出口经冷媒出管连通载气进口。该设计可以使载气在流经冷却夹套后再进入到冷却水分离罐的罐体内，利用载气对取样管内的样气进行冷却，以简化外部管道的布置。

进一步，载气进口连接有载气管，在该载气管上设置有一切换阀，在该切换阀背离载气口的一侧的载气管上连接有一冷媒进管，在该切换阀朝向载气口的一侧的载气管上连接有一冷媒出管；该冷媒进管连通冷却夹套的冷媒进口，该冷媒出管连通冷却夹套的冷媒出口；在冷媒进管上安装有一冷媒进管阀，在冷媒出管上安装有一冷媒出管阀。

该设计可以使载气在流经冷却夹套后再进入到冷却水分离罐的罐体内，利用载气对取样管内的样气进行冷却，以简化外部管道的布置。同时利用冷媒进管阀、冷媒出管阀和切换阀来调节进入到罐体内以及冷却夹套内的载气量。

附图说明：

图1是本实用新型的第一种实施例的结构简图。

图2是图1中A部分的放大图。

具体实施方式：

参阅图1和图2，气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置，其包括冷却水分离罐10，该冷却水分离罐10具有罐体11，在罐体11上安装有连通罐体11的内腔的进水口12、排水口18和载气口13，罐体11的顶部开口，并在该开口上安装有一盖板14，在该盖板14上安装有一沿竖直方向延伸的放空管15。放空管15连通罐体11的内腔。

取样管21安装在该放空管15上，且沿倾斜方向向上延伸，取样管21与放空管15之间的夹角α为45°，由于在本实施例中，放空管15沿竖直方向延伸，即取样管与竖直方向之间的夹角为45°。可以理解在其它实施例中，该取样管与竖直方向之间的夹角还可以为40°、50°或60°，或为40-60°之间的其它角度。在取样管21的远离放空管15的一端上用法兰26安装有进样管100，该进样管100连通CO分析仪器。

在取样管21的外周面上安装有冷却夹套22，该冷却夹套22上设置有冷媒进口24和冷媒出口25。

载气管31连通载气口13，在该载气管31上设置有一切换阀38，在该切换阀38背离载气口13的一侧的载气管上连接有一冷媒进管33，在该切换阀38朝向载气口13的一侧的载气管上连接有一冷媒出管35。即沿载气的朝向载气口的流动方向，冷媒进管33位于切换阀38的上游侧，冷媒出管35位于切换阀38的下游侧。

该冷媒进管33连通冷却夹套的冷媒进口24，该冷媒出管35连通冷却夹套的冷媒出口25。在冷媒进管33上安装有一冷媒进管阀34，在冷媒出管35上安装有一冷媒出管阀36。

为了减少由于腐蚀而生产的杂质，本实施例中，取样管21和冷却夹套22均为不锈钢材质。

在本实施例工作时，切换阀38处于关闭状态，作为载气的N2经载气管31首先流经冷却夹套22，然后经冷媒出管35返回载气管31并经载气口13进入到罐体11的内腔中。烧嘴冷却水经进水口12进入到罐体11的内腔中，并经排水口18排出。载气在经过罐体11内的烧嘴冷却水后形成为样气，该样气进入到取样管21内，然后进入到CO分析仪器的进样管100内，并最终进入到CO分析仪器内进行分析检测。

在样气流经取样管21的过程中，在冷却夹套22内的载气的冷却下，样气所携带的水汽将冷凝为液滴，样气中的铁锈等杂质在这一过程中将随液滴在重力作用下回流至罐体内，洁净的样气再进入CO分析仪器内，避免污染CO分析仪器。

在本实施例中，CO分析仪器为红外分析仪，在采用本实施中的方案后，红外分析仪的使用寿命由3个月延长至1年，并提高了CO含量的检测准确度。

本实施例中的切换阀38用于切断或调节载气进入到罐体内和冷却夹套内的流量，可以理解，当无需调节时，还可以取消切换阀38，以及冷媒进管33与冷媒出管35之间的载气管的管段37。

本实施例中，采用载气对样气进行冷却，可以理解在其它实施例中，可以使载气管31经连通载气口13，而不连通冷却夹套，并采用其它冷媒管道连通冷却夹套，利用可以采用冷盐水管道连通冷却夹套，利用冷盐水对样气进行冷却。

Claims (6)

1.气化炉烧嘴冷却水CO在线红外分析仪的取样预处理装置，其特征在于，包括冷却水分离罐和安装该冷却水分离罐上的取样管；

该冷却水分离罐具有罐体，连通该罐体的内腔的进水口、排水口和载气口，在罐体的顶部设置有放空管，该取样管安装在该放空管上；在取样管的外周面上安装有冷却夹套，该冷却夹套上设置有冷媒进口和冷媒出口。

2.根据权利要求1所述的取样预处理装置，其特征在于，该取样管沿倾斜方向向上延伸。

3.根据权利要求2所述的取样预处理装置，其特征在于，该取样管与竖直方向之间的夹角为40-60°。

4.根据权利要求1所述的取样预处理装置，其特征在于，冷媒进口用于连通载气管，冷媒出口经冷媒出管连通载气进口。

5.根据权利要求1所述的取样预处理装置，其特征在于，载气进口连接有载气管，在该载气管上设置有一切换阀，在该切换阀背离载气口的一侧的载气管上连接有一冷媒进管，在该切换阀朝向载气口的一侧的载气管上连接有一冷媒出管；

该冷媒进管连通冷却夹套的冷媒进口，该冷媒出管连通冷却夹套的冷媒出口；在冷媒进管上安装有一冷媒进管阀，在冷媒出管上安装有一冷媒出管阀。

6.根据权利要求1所述的取样预处理装置，其特征在于，取样管和冷却夹套均为不锈钢材质。

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