CN211627105U - 高温烟气气体密闭取样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高温烟气气体密闭取样系统，涉及化工设备技术领域；其包括取样管路和废气回收管路，取样管路的一端设置取样探针，取样管路的另一端设置有取样器，在取样管路上沿取样样气输出方向依次配置有取样根部阀、防爆真空泵和进样阀；取样探针沿工艺管路直径方向伸入工艺管路管内进行取样，取样器的出口端连接有废气回收管路，以使通过取样探针抽取的取样样气能够经过取样管路进入取样器及废气回收管路内；通过实施本技术方案，可有效解决烟气点实际取样数据不准确的技术问题，能够更好的保证取样数据的完整性、典型性和准确性；并能够有效避免管路内的有害烟气进入大气中对环境造成污染，具有安全实用及绿色环保等有益效果。

Description

高温烟气气体密闭取样系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，更具体的是涉及一种高温烟气气体密闭取样系统。

背景技术

目前很多国内新上的大型化工或煤化工项目，尤其是引进的化工工艺技术，如甲醇工艺、煤制烯烃中甲醇合成等工艺装置，按照生产工艺要求，对蒸汽过热炉顶端的烟气需要进行严格的组分分析，针对高温、微负压状态的烟气气体样品的取样方法如何高效并更好保护工厂环境也就成为一个重要的关注点。

国内化工项目烟气取样点具有以下实际情况：主要包括取样点位置很高、由上往下引出的取样管路太长导致取样点是微负压状态、烟气组分含有毒有害成分这几个特点，原本需要一班一次的取样，往往由于取样麻烦而且取样结果不准确，该取样点往往在工厂运行后期被取消，进而影响工艺数据全面的准确性。现有国内化工项目生产装置烟气点取样实施方式为：低压工艺管路后的烟气取样管路从取样根部阀后再接一个取样针型阀来进行简单取样，取样工具为球胆或取样气囊。

由上所述，本申请发明人在实际实施本发明实施例过程中，发现上述烟气取样方式存在以下技术问题：一方面由于烟气取样点位置很高，取样管路从上往下引很长的管线到地面进行取样，造成取样点呈微负压状态，分析取样往往取不到满意的烟气气样，而且得到的取样结果大部分没有反应生产真实的工艺数据；另一方面烟气取样过程用以置换的烟气样气由于没有考虑密闭取样装置和排入废气的火炬或焚烧系统，导致烟气样品排入附近大气中，给工厂和周围的大气环境带来不好的影响，对分析工的卫生健康带来负面影响，且由于采用微负压状态取样，现场取样工实际取样过程也存在一定的安全隐患。

实用新型内容

为解决上述烟气点实际取样数据不准确的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高温烟气气体密闭取样系统，采用取样探针伸入工艺管路管内并在伸入工艺管路直径长度的1/3-1/2处取样，并由取样系统中的防爆真空泵进行抽真空取样，可有效实现取样点在微负压状态下能够顺利取样，并能够更好保证取样数据的完整性、典型性和准确性。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种高温烟气气体密闭取样系统，包括

取样管路，所述取样管路的一端设置有取样探针，取样管路的另一端设置有取样器，在所述取样管路上沿取样样气输出方向依次配置有取样根部阀、防爆真空泵和进样阀；所述取样探针沿工艺管路直径方向伸入工艺管路管内，且所述取样探针伸入工艺管路直径1/3-1/2处进行取样；

废气回收管路，所述取样器的入口端与取样管路连接，取样器的出口端与废气回收管路连接，以使通过取样探针抽取的取样样气能够经过取样管路进入取样器及废气回收管路。

根据发明人分析发现，造成传统取样数据不准确的原因一方面是由于烟气取样点位置很高，取样管路从上往下引很长的管线到地面进行取样，其造成取样点呈微负压状态难以得到反应生产真实的工艺数据；而更为关键的是在取样源头并未能够采取到更能反应生产真实工艺数据的取样样气，进而经过长距离的管路引出，造成取样点在微负压状态下难以得到准确的取样数据；本技术方案采用一段伸入低压工艺管路管内的取样探针进行取样，且取样探针伸入工艺管路直径1/3-1/2处进行取样，也就是说取得的样气是真实的工艺样气，并经过防爆真空泵抽真空取样，其可有效实现取样点是微负压状态下能够顺利取样，并能够更好的保证取样数据的完整性、典型性和准确性；且本技术方案采用的取样器设置在废气回收管路中以进行密闭取样，可有效避免管路内的有害烟气进入大气中对环境造成污染；同时防止微负压状态下取样对分析工造成健康影响及安全隐患。

进一步地，所述取样管路包括由取样样气输出方向依次连接的第一管线、第二管线、第三管线、第五管线和第六管线，所述第一管线的一端与伸入工艺管路管内的取样探针连接，另一端通过法兰与第二管线连接。如此第一管线由与伸进低压工艺管路内的取样探针连接后引出与法兰前片连接，法兰后片连接第二管线。

进一步地，所述第二管线经过变径接头变径后经取样根部阀与第三管线连接。

进一步地，所述第三管线与所述防爆真空泵的入口连接，所述第三管线上还配置有冷却器，所述冷却器位于第三管线靠近防爆真空泵的上游方向。用以冷却高温烟气，经过冷却器冷却能够将高温样气降温到正常温度以便更安全的取样。

进一步地，在所述第三管线和第五管线的连接处还配置有压力表。如此第三管线经取样冷却器、现场防爆真空泵、压力表后与第五管线连接。

进一步地，还包括第四管线，所述第四管线为氮气吹扫管线，所述第四管线的一端配置有吹扫入口针型阀，另一端通过三通与第五管线连接。本技术方案可采用三通连接的仪表空气或氮气的吹扫管线以排尽取样管路残存的滞留气，进而将管路内的滞留气由第六管线引入取样器并排出至废气回收管路，最大程度的保证取样过程中样气的新鲜及排气的及时性。

进一步地，所述进样阀设置在第五管线与第六管线之间并位于氮气吹扫管线与第五管线连接处的下游方向。便于控制管路净化，及时消除管路可能滞留的死体积气体；同时便于控制取样过程样气的入口流量。

进一步地，所述取样器为取样罐或取样钢瓶。

进一步地，所述取样器包括入口针型阀和出口针型阀，位于所述取样器入口端方向的第六管线通过快速接头及金属软管连接入口针型阀，位于所述取样器出口端方向的废气回收管路通过快速接头及金属软管连接出口针型阀。

进一步地，在所述取样器的出口端配置有止回单向阀，以使取样器内的气体经过止回单向阀排入废气回收管路。如此经取样管路进入取样器内的气体或置换气体经由止回单向阀排入生产废气回收管路中，此举有效避免样气对大气环境造成污染，并能够更好保证取样人员的健康和安全。

如上所述，本实用新型至少具有如下有益效果：

1.本实用新型取样系统采用将取样探针伸进工艺管路内进行取样，能够从取样源头更好更顺利的取得具有代表性的样品，并经过防爆真空泵抽真空取样，其可有效实现取样点是微负压状态下能够顺利取样，并能够更好的保证取样数据的完整性、典型性和准确性。

2.本实用新型取样系统采用经过冷却器冷却后的取样管路与现场防爆真空泵入口连接，经过冷却器冷却能够将高温样气降温到正常温度以便更安全的取样；而现场防爆真空泵能够有效实现取样点是微负压状态下能够顺利取样，从而获得更能反应生产真实工艺数据的取样样气。

3.本实用新型取样系统配置有第四管线，也就是采用三通连接的仪表空气或氮气的吹扫管线，经仪表空气或氮气吹扫下尽可能排尽取样管路残存的滞留气，及时将管路内的滞留气由第六管线引入取样器并排出至废气回收管路，能够最大程度的保证取样过程中样气的新鲜及排气的及时性。

4.本实用新型取样系统配置有废气回收管路，滞留的取样废气或置换气体经止回单向阀排入废气回收管路，以使取样器设置在废气回收管路中以进行密闭取样，可有效避免管路内的有害烟气进入大气中对环境造成污染；同时防止微负压状态下取样对分析工造成健康影响及安全隐患；本实用新型技术方案经现场实践应用，具有人性化设计、工艺独特、安全实用及绿色环保等有益效果。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式提供的高温烟气气体密闭取样系统的流程示意图。

说明书附图中的附图标记包括：1-第一管线；2-第二管线；3-第三管线；4-第四管线；5-第五管线；6-第六管线；7-废气回收管路；8-工艺管路；A8-取样根部阀；S9-冷却器；S10-防爆真空泵；A11-吹扫入口针型阀；A12-进样阀；S13-取样钢瓶；B14-法兰；B15-三通；B16-快速接头；B17-止回单向阀；B18-压力表；B19-变径接头；B20-取样探针；K1-入口针型阀；K2-出口针型阀。

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。

实施例1

实施例基本如图1所示：本实施例提供一种高温烟气气体密闭取样系统，特别适用于大型甲醇装置废热锅炉段烟气取样，取样系统包括取样探针B20、取样管路以及取样器，其中取样探针B20安装在取样管路左端端部，并沿工艺管路8直径方向伸入工艺管路8管内，且取样探针B20伸入工艺管路直径1/3-1/2处进行取样，也就是说取得的样气是以工艺管路8的中心为中心且其直径的1/6为半径所在的区域范围内的样气；取样器可以为取样罐或取样钢瓶，当然也可以选用其他现有取样器并不限于此，本实施例以300mL的取样钢瓶S13为例，取样钢瓶S13带可拆卸式手柄，耐压1800psiG以上并不低于系统设计压力的要求，样品中含有微量硫/H²/CO等易吸附和渗透的工艺物料组分，应根据分析项目和相关标准选用内衬PTFE或硫钝化钢瓶或内电抛光的取样钢瓶S13以保证所取样品的代表性。

为实现取样点是微负压状态下能够顺利取样，本实施例提供的取样系统中的取样管路上沿取样样气输出方向依次配置有取样根部阀A8、防爆真空泵S10和进样阀A12，其中取样管路包括由取样样气输出方向依次连接的第一管线1、第二管线2、第三管线3、第五管线5和第六管线6，第一管线1的左端与伸入工艺管路8管内的取样探针B20连接，第一管线右端通过法兰B14与第二管线2连接，如图1所示，第一管线1由与伸进低压工艺管路8内的取样探针B20连接后引出与法兰B14前片连接，法兰B14后片连接第二管线2；且第二管线2经过变径接头B19变径后经取样根部阀A8与第三管线3连接，而第三管线3与现场防爆真空泵S10的入口连接，第三管线3上还配置有冷却器S9，冷却器S9位于第三管线3靠近防爆真空泵S10的上游方向，用以冷却高温烟气，在保证工艺性质没有发生变化的温度范围内，样气经过冷却后能够更方便和安全的进行取样；在第三管线3和第五管线5的连接处还配置有压力表B18，如此第三管线3经取样冷却器S9、现场防爆真空泵S10、压力表B18后与第五管线5连接。

作为本实施例的优选方案，本实施例还提供有第四管线4，第四管线4为氮气吹扫管线，第四管线4的一端配置有吹扫入口针型阀A11，另一端通过三通B15与第五管线5连接，如此可采用三通B15连接的仪表空气或氮气的吹扫管线以排尽取样管路残存的滞留气，进而将管路内的滞留气由第六管线6引入取样器并排出至废气回收管路7，此举最大程度的保证取样过程中样气的新鲜及排气的及时性。

同时，为便于控制取样过程样气的入口流量，本实施例提供的进样阀A12为针型阀，且进样阀A12设置在第五管线5与第六管线6之间并位于氮气吹扫管线与第五管线5连接处的下游方向，如图1所示，进样阀A12的左端与第五管线5连接，右端与第六管线6连接，此处进样阀A12的设计可便于控制管路净化，及时消除管路可能滞留的死体积气体；同时便于控制取样过程样气的入口流量，设计独特巧妙合理。

本实施例中取样钢瓶包括钢瓶入口针型阀K1和钢瓶出口针型阀K2，位于取样器入口端方向的第六管线6通过快速接头B16及金属软管连接入口针型阀K1，位于取样器出口端方向的废气回收管路7通过快速接头B16及金属软管连接出口针型阀K2；在取样器的出口端配置有止回单向阀B17，以使取样器内的气体经过止回单向阀B17排入废气回收管路7，如此经取样管路进入取样器内的气体或置换气体经由止回单向阀B17排入生产废气回收管路7中，此举有效避免样气对大气环境造成污染，并能够更好保证取样人员的健康和安全。

本实施例的取样系统配置表如下：

本实施例取样系统的具体实施方式为：

首先，取样时，打开取样管路的取样根部阀A8、依次打开取样钢瓶S13入口针型阀K1和出口针型阀K2，取样钢瓶S13的两端分别由金属软管及快速接头B16连接；取样管路从取样探针B20深入工艺管路8直径1/3-1/2处后的取样管路进行取样气体的全置换，此过程是保持样品气的全新和及时性，及时消除管路可能滞留的死体积气体，打开氮气吹扫管线上的吹扫入口针型阀A11、进样阀A12，置换的样气经管线设置的止回单向阀B17排入废气管线，当样气释放和净化一段时间后，关闭管线的吹扫入口针型阀A11和进样阀A12、关闭取样根部阀A8。

再依次打开管线的取样根部阀A8、进样阀A12、取样钢瓶S13入口针阀K1、冷却器S9保持常开启状态，现场防爆真空泵S10开启，对取样管路进行抽真空，观察压力表B18真空压力，管线的取样钢瓶S13开始缓慢进样过程；当取样样气达到取样容量要求后，关闭进样阀A12以及钢瓶入口针型阀K1和出口针型阀K2，取下取样钢瓶S13，取样过程结束。

需要注意的是：

1.为了消除钢瓶内的滞留气体，取样时间应适当酌情加长；

2.所有的取样管路包括取样阀和取样系统管件的距离尽可能是最小距离，避免取样器管线如果太长引起的取样气体的滞留以致不新鲜样品的产生。

综上所述，本实施例密闭取样系统将取样探针B20伸进工艺管路8内进行取样，能够从取样源头更好更顺利的取得具有代表性的样品，并经过防爆真空泵S10抽真空取样，其可有效实现取样点是微负压状态下能够顺利取样，并能够更好的保证取样数据的完整性、典型性和准确性；同时取样器设置在废气回收管路7中以进行密闭取样，可有效避免管路内的有害烟气进入大气中对环境造成污染；同时防止微负压状态下取样对分析工造成健康影响及安全隐患；本实施例经现场实践应用，具有人性化设计、工艺独特、安全实用及绿色环保等有益效果，特别适用于在大型甲醇装置废热锅炉段烟气取样中推广应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例子而已，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 (10)

1.高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：包括

取样管路，所述取样管路的一端设置有取样探针，取样管路的另一端设置有取样器，在所述取样管路上沿取样样气输出方向依次配置有取样根部阀、防爆真空泵和进样阀；所述取样探针沿工艺管路直径方向伸入工艺管路管内，且所述取样探针伸入工艺管路直径1/3-1/2处进行取样；

废气回收管路，所述取样器的入口端与取样管路连接，取样器的出口端与废气回收管路连接，以使通过取样探针抽取的取样样气能够经过取样管路进入取样器及废气回收管路。

2.根据权利要求1所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述取样管路包括由取样样气输出方向依次连接的第一管线、第二管线、第三管线、第五管线和第六管线，所述第一管线的一端与伸入工艺管路管内的取样探针连接，另一端通过法兰与第二管线连接。

3.根据权利要求2所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述第二管线经过变径接头变径后经取样根部阀与第三管线连接。

4.根据权利要求3所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述第三管线与所述防爆真空泵的入口连接，所述第三管线上还配置有冷却器，所述冷却器位于第三管线靠近防爆真空泵的上游方向。

5.根据权利要求4所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：在所述第三管线和第五管线的连接处还配置有压力表。

6.根据权利要求5所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：还包括第四管线，所述第四管线为氮气吹扫管线，所述第四管线的一端配置有吹扫入口针型阀，另一端通过三通与第五管线连接。

7.根据权利要求6所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述进样阀设置在第五管线与第六管线之间并位于氮气吹扫管线与第五管线连接处的下游方向。

8.根据权利要求2-7任一项所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述取样器为取样罐或取样钢瓶。

9.根据权利要求8所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：所述取样器包括入口针型阀和出口针型阀，位于所述取样器入口端方向的第六管线通过快速接头及金属软管连接入口针型阀，位于所述取样器出口端方向的废气回收管路通过快速接头及金属软管连接出口针型阀。

10.根据权利要求9所述的高温烟气气体密闭取样系统，其特征在于：在所述取样器的出口端配置有止回单向阀，以使取样器内的气体经过止回单向阀排入废气回收管路。

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