TWI759113B

TWI759113B - 高溫氣體採樣設備

Info

Publication number: TWI759113B
Application number: TW110105990A
Authority: TW
Inventors: 沈艾霖; 吳致呈
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2021-02-20
Filing date: 2021-02-20
Publication date: 2022-03-21
Also published as: TW202234039A

Abstract

一種高溫氣體採樣設備，包含平台主體、作業室、氣體抽取設備、氣體取樣管路以及氣體檢測裝置。平台主體具有一高度，且平台主體下方具有運輸空間。運輸空間配置以供運輸車通過。作業室設置在平台主體上方。氣體抽取設備設置在作業室中。氣體抽取設備可經由氣體取樣管路抽取經過平台下方運輸車的逸散氣體至氣體檢測裝置或氣體收集元件。氣體取樣管路的一部分設置在作業室中且連接氣體抽取設備，氣體取樣管路之另一部分通過平台主體並延伸至運輸空間中。氣體檢測裝置設置在作業室中，配置以檢測運輸車上之承載物所逸散的氣體成分。

Description

高溫氣體採樣設備

本發明提供一種高溫氣體採樣設備，且特別是指一種針對高溫製程半成品所產生之高溫逸散氣體之採樣設備。

在煉焦製程中，淬火車主要是用來將焦炭運送至焠火塔。在淬火車輸送焦炭的過程中，因剛煉焦完的焦炭溫度幾乎都超過1000度，且淬火車內部承載的焦炭仍為帶有火焰的燃燒狀態，若焦化過程不完全，焦炭會產生些許逸散氣體。

然而，在如此高溫的環境下，如何安全地且有效地收集與分析逸散氣體，且要能夠避免取樣裝置在高溫作業環境下毀損，已成為目前相關人員欲積極解決的課題。

因此，本發明之一目的是在提供一種高溫氣體採樣設備，其可安全且有效地在高溫環境中採集高溫半成品在運輸中所逸散之氣體。

根據本發明之上述目的，提出一種高溫氣體採樣設備。此高溫氣體採樣設備包含平台主體、作業室、氣體抽取設備、氣體取樣管路以及氣體檢測裝置。平台主體具有一高度，且平台主體下方具有運輸空間，運輸空間配置以供運輸車通過。作業室設置在平台主體上方。氣體抽取設備設置在作業室中。其中，氣體抽取設備可連接氣體收集元件。氣體取樣管路的一部分設置在作業室中且連接氣體抽取設備，氣體取樣管路之另一部分通過平台主體並延伸至運輸空間中，其中氣體取樣管路與氣體抽取設備配置以取得運輸車上之承載物所逸散的氣體。氣體檢測裝置設置在作業室中，配置以檢測運輸車上之承載物所逸散的氣體成分。

依據本發明之一實施例，上述之平台主體為備用導焦車之車體，上述之運輸車為淬火車。

依據本發明之一實施例，上述之氣體取樣管路包含第一管體、第二管體及第三管體。第一管體設置在作業室中。第二管體連通第一管體，其中第二管體從平台主體延伸至運輸空間。第三管體可拆卸地連接第二管體，其中第三管體設置在運輸空間中。

依據本發明之一實施例，上述之第一管體為鐵氟龍管，該第二管體與該第三管體為不銹鋼管。

依據本發明之一實施例，上述之第一管體為一降溫軟管。

依據本發明之一實施例，上述之氣體抽取設備為一抽引泵。

依據本發明之一實施例，上述之氣體收集元件為氣體取樣袋或氣體取樣鋼瓶。

依據本發明之一實施例，上述之氣體檢測裝置為火焰離子化偵測器(Flame Ionization Detection)。

依據本發明之一實施例，上述之作業室為一密閉空間。

依據本發明之一實施例，上述之高溫氣體採樣設備更包含位置感測裝置。位置感測裝置設置在平台主體，且配置以感測運輸車之位置。

由上述可知，本實施方式之高溫氣體採樣設備主要是在架高的平台主體上設置氣體取樣及分析裝置，以達到快速收集與分析通過平台主體下方之運輸車上所載送物品之逸散氣體，並可避免氣體取樣及分析裝置因高溫而毀損之問題。

請先參照圖1，圖1係繪示依照本發明之一實施方式之一種高溫氣體採樣設備之架構示意圖。本實施方式之高溫氣體採樣設備100主要包含平台主體110、作業室120、氣體抽取設備130、氣體取樣管路140以及氣體檢測裝置150。平台主體110主要是設置在待採樣環境空間中。平台主體110具有高度，也就是說，平台主體110為一架高平台，架設高度可依需求設置，使得平台主體110下方可具有運輸空間111。運輸空間111主要是供運輸車A1通過。

如圖1所示，作業室120設置在平台主體110上方。作業室120為可提供電力來源與控制設備之一操作空間，其空間大小可設計成方便工作人員進出並架設所需裝置之大小。在本實施例中，作業室120可為一密閉空間，可避免高溫熱煙進入於其內，且作業室120的外牆可為防火結構設計，以提供工作人員一個安全的操作環境。

請繼續參照圖1，氣體抽取設備130與氣體檢測裝置150設置在作業室120中。氣體取樣管路140的一部分設置在作業室120中且連接氣體抽取設備130，氣體取樣管路140之另一部分通過平台主體110並延伸至運輸空間111中，以便抽取逸散在運輸空間111中的氣體，其中，逸散在運輸空間111中的氣體主要是來自於運輸車A1上之高溫承載物所逸散的氣體。在本實施例中，氣體抽取設備130可連接氣體收集元件131，氣體收集元件131主要是用來儲存氣體抽取設備130所取得之待測氣體，以供操作人員帶回實驗室檢測氣體成分項目與濃度。

氣體檢測裝置150配置以檢測逸散氣體，藉以提供逸散氣體資訊。欲陳明者，在一些實施例中，氣體檢測裝置150具有直接檢測所採集之分析氣體的功能。在其他實施例中，氣體檢測裝置150也可以是較低階的氣體檢測裝置，其僅具有基本功能，故需要使用氣體收集元件131收集逸散氣體後，帶回實驗室做進階檢驗。

在一實施例中，氣體抽取設備130可為一抽引泵，其可產生負壓。在另一實施例中，氣體收集元件131可為氣體取樣袋或氣體取樣鋼瓶，其可用來儲存氣體抽取設備130所收集之氣體。在又一實施例中，氣體檢測裝置150可為火焰離子化偵測器(Flame Ionization Detection)，可用來偵測氣體中的總碳氫化合物氣體。或者，氣體檢測裝置150可為氣相層析儀(GC-FID)或氣相層析質譜儀(GC-MS)。

請繼續參照圖1，氣體取樣管路140包含第一管體141、第二管體142及第三管體143互相組接。第一管體141設置在作業室120中，且連接氣體抽取設備130。在一實施例中，第一管體141可為耐高溫之降溫軟管，或可為鐵氟龍管、金屬管等。第一管體141主要是供待測氣體在輸送至氣體抽取設備130之前進行降溫用。因此，第一管體141的長度可設計較長，以增加待測氣體在第一管體141中的運輸路徑及時間，並使待測氣體降溫，進而可避免氣體抽取設備130與氣體檢測裝置150毀損。另一方面，可透過將第一管體141設計成彎曲或盤捲成螺旋形狀或是彈簧等形狀，可減少長度較長的第一管體141所佔用的空間。如圖1所示，第二管體142連通第一管體141，其中第二管體從作業室120的外牆，通過平台主體110而延伸至運輸空間111。在一些實施例中，第二管體142可沿著平台主體110的外側或是穿過平台主體110的通道設置，並固定於平台主體110上。第三管體143與第二管體142連通，且第三管體143設置在運輸空間中，並透過可拆接頭144可拆卸地連接第二管體142。由於第三管體143是設置在最接近運輸車A1通過的位置，為避免第三管體143受到高溫的影響而毀損，故第三管體143設計成可拆式管體，以方便工作人員更換、或是在不需使用的狀態下先行將第三管體143收納起來，待需要使用時再裝上。在一些實施例中，第二管體142及第三管體143可為耐高溫之不銹鋼管。

在一些實施例中，高溫氣體採樣設備100可更包含位置感測裝置160。位置感測裝置160設置在平台主體110，且配置以感測並取得運輸車A1之位置。位置感測裝置160可透過GPS定位模組或影像辨識模組來實現。在取得運輸車A1的位置後並確認運輸車A1已抵達平台主體110下方的運輸空間111後，氣體抽取設備130可抽取運輸車A1上之高溫承載物所逸散的氣體。此外，亦可透過例如電腦等控制單元來設定氣體抽取設備130的氣體抽取時間，或是同步控制運輸車A1在運輸空間111的停留時間(例如30秒到1分鐘)。或者，在其他實施例中，亦可不需要設置位置感測裝置160，而直接從製程產線中的控制系統取得運輸車A1的路線與位置資訊，並控制運輸車A1的停留時間。

另請參照圖2，圖2係繪示依照本發明之另一實施方式之一種高溫氣體採樣設備之架構示意圖。具體而言，圖2主要是用來說明如何將本發明之高溫氣體採樣設備應用於煉焦製程環境中。在煉焦製程中，淬火車主要是用來將焦炭運送至焠火塔，其途中會經過導焦車下方。因此，本實施例主要是利用產線途中之備用導焦車(即非線上作業的導焦車)作為平台主體，而可節省另外架構平台主體的時間與空間。

如圖2所示，本實施方式之高溫氣體採樣設備200主要包含平台主體210、作業室220、氣體抽取設備230、氣體取樣管路240以及氣體檢測裝置250。在本實施例中，平台主體210為一備用導焦車，且備用導焦車下方同樣具有運輸空間211，以供運輸車A2通過。在本實施例中，運輸車A2可為淬火車，其可載運例如煉焦完成之高溫焦炭。

如圖2所示，作業室220設置在平台主體210上方。作業室220同樣為可提供電力來源與控制設備之一操作空間，其空間大小可設計成方便工作人員進出並架設所需裝置之大小。在一些實施例中，作業室220可為備用導焦車之原有的控制室，或是額外在備用導焦車上設置之密閉空間。

請繼續參照圖2，氣體抽取設備230與氣體檢測裝置250設置在作業室220中。氣體取樣管路240的一部分設置在作業室220中且連接氣體抽取設備230，氣體取樣管路240之另一部分通過平台主體210並延伸至運輸空間211中，以便抽取逸散在運輸空間211中來自於運輸車A2上之高溫承載物所逸散的氣體。其中，氣體抽取設備230可連接氣體收集元件231，氣體收集元件231主要是用來儲存待測氣體，以供操作人員帶回實驗室檢測氣體成分項目與濃度。氣體檢測裝置250配置以檢測逸散氣體，藉以提供逸散氣體資訊。在一些實施例中，氣體檢測裝置250具有直接檢測所採集之分析氣體的功能。在其他實施例中，氣體檢測裝置250也可以是較低階的氣體檢測裝置，其僅具有基本功能，故需要使用氣體收集元件231收集逸散氣體後，帶回實驗室做進階檢驗。

在本實施例中，氣體取樣管路240的結構同樣可設計成與前述實施例之包含三段式管體之氣體取樣管路140類似之結構，故於此不再贅述。同樣地，在本實施例中，氣體抽取設備230可為抽引泵，其可產生負壓。氣體收集元件231可為氣體取樣袋或氣體取樣鋼瓶，其可用來儲存氣體抽取設備230所收集之氣體。且氣體檢測裝置250可為火焰離子化偵測器(Flame Ionization Detection)，可用來偵測待測氣體中的總碳氫化合物氣體。或者，氣體檢測裝置150可為氣相層析儀(GC-FID)或氣相層析質譜儀(GC-MS)。

如圖2所示，煉焦製程產線中，一般具有操作中的導焦車300與非線上作業的導焦車(例如本實施方式之平台主體210)。當運輸車A2(淬火車)從操作中的導焦車300承接煉焦完成之高溫焦炭後，則會移動前往淬火塔。此時，非線上作業的導焦車(平台主體210)可設置在運輸車A2行經的路線中，故當運輸車A2通過非線上作業的導焦車(平台主體210)下方的運輸空間211時，可透過控制氣體抽取設備230與氣體取樣管路240抽取運輸車A2上之高溫焦炭所逸散之氣體，進而由氣體檢測裝置250分析氣體成分。當氣體取樣完成後，運輸車A2則會駛離非線上作業的導焦車(平台主體210)而前往淬火塔進行淬火作業。當非線上作業的導焦車欲作為實際線上導焦用途時，操作人員亦可將氣體取樣管路240之可拆卸的管體部分拆卸下並收納，待導焦車要再次作為取樣平台使用時，則可再將拆卸下來之管體部分安裝上去。

由上述本發明實施方式可知，本實施方式之高溫氣體採樣設備主要是在架高的平台主體上設置氣體取樣及分析裝置，以達到快速收集與分析通過平台主體下方之運輸車上所載送物品之逸散氣體，並可避免氣體取樣及分析裝置因高溫而毀損之問題。

另一方面，本發明之另一實施方式主要是直接以煉焦製程現場中的備用導焦車作為平台主體，並將氣體取樣及分析裝置建構在備用導焦車上，當淬火車通過備用導焦車時可直接取得備用導焦車上之高溫焦炭的逸散氣體，作為後續氣體分析使用。此方式可不需要額外在製程產線中建構新的平台主體，具有節省空間與成本之優點。另一方面，直接以備用導焦車作為採樣平台的好處是，備用導焦車在不使用其導焦功能時可直接作為氣體採樣平台，而當需要備用導焦車之原有之導焦用途時，只需要將被用導焦車上之氣體取樣管路可拆卸的部分拆卸下來後，即可上線使用。

雖然本揭露之實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露之實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露之實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:高溫氣體採樣設備 110:平台主體 111:運輸空間 120:作業室 130:氣體抽取設備 131:氣體收集元件 140:氣體取樣管路 141:第一管體 142:第二管體 143:第三管體 144:可拆接頭 150:氣體檢測裝置 160:位置感測裝置 200:高溫氣體採樣設備 210:平台主體 211:運輸空間 220:作業室 230:氣體抽取設備 231:氣體收集元件 240:氣體取樣管路 250:氣體檢測裝置 300:操作中的導焦車 A1:運輸車 A2:運輸車

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：圖1係繪示依照本發明之一實施方式之一種高溫氣體採樣設備之架構示意圖；以及圖2係繪示依照本發明之另一實施方式之一種高溫氣體採樣設備之架構示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:高溫氣體採樣設備

110:平台主體

111:運輸空間

120:作業室

130:氣體抽取設備

131:氣體收集元件

140:氣體取樣管路

141:第一管體

142:第二管體

143:第三管體

144:可拆接頭

150:氣體檢測裝置

160:位置感測裝置

A1:運輸車

Claims

一種高溫氣體採樣設備，包含：一平台主體，其中該平台主體具有一高度，且該平台主體下方具有一運輸空間，該運輸空間配置以供一運輸車通過；一作業室，設置在該平台主體上方；一氣體抽取設備，設置在該作業室中，其中該氣體抽取設備連接一氣體收集元件；一氣體取樣管路，該氣體取樣管路的一部分設置在該作業室中且連接該氣體抽取設備，該氣體取樣管路之另一部分通過該平台主體並延伸至該運輸空間中，其中該氣體取樣管路與該氣體抽取設備配置以取得該運輸車上之承載物所逸散的氣體；以及一氣體檢測裝置，設置在該作業室中，配置以檢測該運輸車上之承載物所逸散的氣體成分。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該平台主體為一備用導焦車之車體，該運輸車為一淬火車。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該氣體取樣管路包含: 一第一管體，設置在該作業室中；一第二管體，連通該第一管體，其中該第二管體從該平台主體延伸至該運輸空間；以及一第三管體，可拆卸地連接該第二管體，其中該第三管體設置在該運輸空間中。
如請求項3所述之高溫氣體採樣設備，其中該第一管體為一鐵氟龍管，該第二管體與該第三管體為不銹鋼管。
如請求項3所述之高溫氣體採樣設備，其中該第一管體為一降溫軟管。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該氣體抽取設備為一抽引泵。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該氣體收集元件為一氣體取樣袋或一氣體取樣鋼瓶。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該氣體檢測裝置為一火焰離子化偵測器(Flame Ionization Detection)。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，其中該作業室為一密閉空間。
如請求項1所述之高溫氣體採樣設備，更包含一位置感測裝置，設置在該平台主體上，且該位置感測裝置配置以感測該運輸車之位置。