CN218212802U - 煤气化采样系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及煤化工气化的技术领域，公开了一种煤气化采样系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的合成气取样单元、合成气预处理单元和后续处理单元；其中，所述合成气预处理单元包括依次连接的换热器、过滤器、冷却分离装置；其中，所述后续处理单元包括在线分析装置、采样装置和尾气排放装置。该煤气化采样系统将离线分析系统和在线仪表系统两套系统合并成一套，并共用一套取样单元和预处理单元，该系统具有降低成本、提高数据测量准确性以及提高安全性的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工气化的技术领域，具体地涉及一种煤气化采样系统。
背景技术
一般煤气化工艺采用水煤浆加压气化技术，以水煤浆和纯氧为原料，采用气流床反应器，在高温(1350℃)、高压(6.5MPa)、非催化条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗合成气。
由于煤气化装置的工况复杂恶劣，其在线分析仪表和采样点的设计及应用一直是个难题，气化炉进料的氧碳比发生偏差时，气化炉的温度发生变化巨大。通过气化炉上热电偶测得的温度可以判断气化炉运行是否正常，但气化炉在正常生产时，热电偶会遭受高温熔渣的磨损以及合成气的氢蚀，设置的热电偶测量气化炉温度的可靠性会大大降低。根据水煤浆气化炉的实际运行经验，合成气中的甲烷含量与气化炉温度有直接联系。为了更准确判断气化炉温度，分析气化合成气中甲烷可以间接得出气化炉的操作温度，同时对CO、H2、CO2等多组分分析进行综合判断，这样可以对热电偶所测的气化炉温度进行确定.以便实时掌握气化炉的运行状况，保证气化炉安全、稳定的运行。另外，通过对合成气的主要组分含量的分析，方便实时掌握产品气的有效气(CO，H2)含量、气化的效率，同时可以根据测量出的H2S含量指导下游装置的生产操作。
自煤气化装置投运以来，由于原分析仪系统设计存在不足和工作环境恶劣，一直存在维护工作量大、测量不准确，由于合成气中含有CH4、CO、CO2、H2、H2S等可燃有毒有害气体，且气化装置属于密闭空间，存在很高的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在煤气化采样系统需单独配制取样系统和在线仪表分析仪系统导致工作量大、数据测量不准确且存在巨大安全隐患的问题，提供一种煤气化采样系统，该煤气化采样系统具有降低成本、提高数据测量准确性以及提高安全性的优点。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种煤气化采样系统，该系统包括依次连接的合成气取样单元、合成气预处理单元和后续处理单元；
其中，所述合成气预处理单元包括依次连接的换热器、过滤器、冷却分离装置；
其中，所述后续处理单元包括在线分析装置、采样装置和尾气排放装置。
优选地，所述合成气处理单元和后续处理单元通过回收管线连接。
优选地，所述合成气取样单元包括取样装置，所述取样装置用于提取合成气。
优选地，所述换热器为间壁式换热器，所述换热器用于降低合成气的温度。
优选地，所述过滤器为管路过滤器，所述过滤器用于去除气化合成中的颗粒杂质。
优选地，所述冷却分离装置包括依次连接的制冷分离器、旋风制冷器、过滤膜和洗涤器，所述冷却分离装置用于对气化合成气降温处理。
优选地，所述冷却分离装置还包括排水器，所述排水器和制冷分离器连通。
优选地，所述在线分析装置为在线色谱仪，所述在线色谱仪用于对气化合成气在线分析检测。
优选地，所述尾气排放装置用于收集经在线分析装置和采样装置排出的置换气。
通过上述技术方案，该系统中优选设置有回收管线，由于气化合成气中含有CH4、CO、CO2、H2、H2S等可燃有毒有害气体，且气化装置框架属于密闭环境，该系统优选设置回收管线，大大提高了采样人员和巡检人员的安全保障。
将离线采样点和在线仪表系统共用能够减少采样系统管线、阀门和换热器的投入成本以及维护费用，为后续在建列装置提供参考。
该系统将现有技术中的离线采样系统和在线仪表系统两套系统进行改进，合并为一套系统，采用该系统能够提高数据的准确性，有利于操作人员对现场工艺运行情况，同时，合并一套系统后，降低了维护成本，且能够降低工作人员的劳动强度。
附图说明
图1是本实用新型实施例煤气化采样系统的示意图。
附图标记说明
1、取样装置 2、换热器
3、过滤器 4、制冷分离器
5、旋风制冷器 6、过滤膜
7、洗涤器 8、排水器
9、在线分析装置 10、采样装置
11、尾气排放装置
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应该理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本实用新型提供一种煤气化采样系统，如图1所示，其中，所述系统包括依次连接的合成气取样单元、合成气预处理单元和后续处理单元；
其中，所述合成气预处理单元包括依次连接的换热器2、过滤器3、冷却分离装置；
其中，所述后续处理单元包括在线分析装置9、采样装置10和尾气排放装置11。
采用本实用新型中的煤气化采样系统，将离线采样点和在线仪表分析系统合并成一套新的煤气化采样系统，减少了投入成本，大大降低了安全隐患，同时，将两套单独存在的系统合并后，使用离线分析数据和在线仪表分析的数据定时比和校准，降低采样频次，减少人工成本，保证分析数据的及时性和准确性。
本实用新型中，所述合成气预处理单元和后续处理单元通过回收管线连接。采用此种优选实施方式的优点为在系统中设置回收管线，合成气中含有CH4、CO、CO2、H2、H2S等可燃有毒有害气体，且气化装置框架属于密闭环境，具有回收管线，能够大大提高了采样人员和巡检人员的安全保障。
本实用新型中，优选地，所述合成气取样单元包括取样装置1，所述取样装置1用于提取气化合成气。优选地，所述取样装置1可以为压差非循环式取样。
本实用新型中，合成气经取样装置后进入换热器进行换热。优选地，所述换热器2为间壁式换热器，所述换热器2用于降低合成气的温度。采用此种优选实施方式的优点为保证到采样点的气体温度满足采样的需求。
本实用新型中，合成气经换热器后进行过滤器进行过滤处理，出去合成中的固体杂质。优选地，所述过滤器3为管路式过滤器，所述过滤器3用于去除气化合成中的颗粒杂质。采用此种优选实施方式的优点为合成气经换热器后温度降到30℃左右，进入过滤器将合成气中的颗粒杂质去除，既保证采样的代表性，又能保护装置，延长装置的使用寿命。
本实用新型中，煤气化采样系统设置有冷却分离装置对合成气进行降温处理。优选地，所述冷却分离装置包括依次连接的制冷分离器4、旋风制冷器5、过滤膜6和洗涤器7，所述冷却分离装置用于对气化合成气降温处理，所述洗涤器7为湿式洗涤器。采用此种优选实施方式的优点为合成经冷却分离装置后，将合成气中的水分去除至5-10％，进而减少水分对系统中各装置的伤害，提高分析准确度，延长装置的使用寿命。
本实用新型中，优选地，所述冷却分离装置还包括排水器8，所述排水器8和制冷分离器4连通。采用此种优选实施方式的优点为将气体中冷却的水去除。
本实用新型中，优选地，所述气化合成气经合成气样品预处理单元后，气化合成气中水分减少至5-10％。
本实用新型中，优选地，所述气化合成气经合成气样品预处理单元后，气化合成气温度降低至30-40℃。
本实用新型中，优选地，所述在线分析装置9为在线色谱仪，所述在线色谱仪用于对气化合成气在线分析检测。
本实用新型中，优选地，所述采样装置10用于对气化合成气离线分析检测。
本实用新型中，还设置有尾气排放装置对置换气进行回收处理。优选地，所述尾气排放装置11用于收集经在线分析装置9和采样装置10排出的置换气。采用此种优选实施方式的优点为合成气中含有浓度较高的CO和H2S，这种设置可以保护采样人员，避免置换气进入环境，存在安全风险。
以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。
实施例
本实用新型提供一种煤气化采样系统，如图1所示，其中，该系统包括依次连接的合成气取样单元、合成气预处理单元和后续处理单元；合成气取样单元包括取样装置1，取样装置1为压差非循环式取样，取样装置1对合成气进行取样，得到预处理的合成气，合成气预处理单元包括依次连接的换热器2、过滤器3、冷却分离装置，后续处理单元包括在线分析装置9、采样装置10和尾气排放装置11，合成气预处理单元和后续处理单元通过回收管线连通。本实施例中，合成气的初始温度为80℃。
换热器2的入口和取样装置1的出口通过管线连通。合成气经取样装置1进入换热器2进行换热，合成气的温度降低至40℃，换热后的合成气进入换热器2对合成气进行降温处理。本实施例中，换热器2为间壁式换热器。
换热器2的出口和过滤器3的入口通过管线联通。合成气经换热器2换热后进入过滤器3，过滤器3对合成气进行过滤，将合成气中的颗粒杂质去除，减少颗粒进入后续处理系统，保证装置的使用寿命。本实施例中，过滤器3为管路式过滤器。
冷却分离装置包括依次连接的制冷分离器4、旋风制冷器5、过滤膜6和洗涤器7，过滤器3的出口和制冷分离器4的入口通过管线连通，制冷分离器4的出口和旋风制冷器5的入口通过管线连通，旋风制冷器5的出口连接有洗涤器7，过滤膜6设置在洗涤器7和旋风制冷器5之间。合成气依次通过制冷分离器4、旋风制冷器5、过滤膜6和洗涤器7后，合成气中的水分去除至10％，从而减少对装置的伤害，提高分析准确度和延长装置的使用寿命。本实施例中，洗涤器7为湿式洗涤器。
冷却分离装置上还包括排水器8，排水器8和制冷分离器4连通，排水器8将制冷分离器4中脱除的水分排出，减少对装置的伤害，延长装置的使用寿命。
洗涤器7的出口和在线分析装置9通过回收管线连通，合成气一部分经洗涤器7进入在线分析装置9进行在线分析，本实施例中在线分析装置9为在线色谱仪，在线色谱仪用于对气化合成气在线分析检测。
回收管线上还连接有采样装置10和尾气排放装置11，采样装置10用于对气化合成气离线分析检测，尾气排放装置11用于收集经在线分析装置9和采样装置10排出的置换气。
采用本实用新型的煤气化采样系统对合成气进行检测，该套离线采样系统和在线仪表系统合并成一套系统共用取样装置、样品预处理和尾气排放装置，该系统能够降低维护成本，降低工作人员的劳动强度，同时，提高数据的准确性，有利于工作人员控制现场工艺运行情况。
应用例
采用上述实施例中的煤气化采样系统对合成气进行检测，检测结果如下表所示：
表1在线和离线分析数据对比结果
注：“在线分析数据”表示采用本实施例的煤气化采样系统得到的数据，“化验室分析数据”表示现有技术中单独使用取样装置得到的数据，每组数据中的两个数据表示两个平行试验的数据。
从上述表格中数据可知，使用本实施例中的煤气化采样系统和单独采样点分析得到的分析数据基本一致，符合技术要求，能够起到指导生产的作用。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种煤气化采样系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的合成气取样单元、合成气预处理单元和后续处理单元；
其中，所述合成气预处理单元包括依次连接的换热器(2)、过滤器(3)、冷却分离装置；
其中，所述后续处理单元包括在线分析装置(9)、采样装置(10)和尾气排放装置(11)。
2.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述合成气预处理单元和后续处理单元通过回收管线连接。
3.根据权利要求1或2所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述合成气取样单元包括用取样装置(1)，所述取样装置(1)用于提取气化合成气。
4.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述换热器(2)为间壁式换热器，所述换热器(2)用于降低合成气的温度。
5.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述过滤器(3)为管路过滤器，所述过滤器(3)用于去除气化合成中的颗粒杂质。
6.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述冷却分离装置包括依次连接的制冷分离器(4)、旋风制冷器(5)、过滤膜(6)和洗涤器(7)，所述冷却分离装置用于对气化合成气降温处理。
7.根据权利要求6所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述冷却分离装置上还包括排水器(8)，所述排水器(8)和制冷分离器(4)连通。
8.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述在线分析装置(9)为在线色谱仪，所述在线色谱仪用于对气化合成气在线分析检测。
9.根据权利要求1所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述采样装置(10)用于对气化合成气离线分析检测。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的煤气化采样系统，其特征在于，所述尾气排放装置(11)用于收集经在线分析装置(9)和采样装置(10)排出的置换气。
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