专利名称：一种在线分析仪表的样气处理检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种在线分析仪表的样气处理检测系统。
背景技术：
在煤直接液化エ艺中，原煤要经过磨煤成为满足一定粒度要求的煤粉才能作为原料进行使用。然而如果煤粉系统中氧含量过高，煤粉便会有自燃的危险，为避免危险，需要在线监测煤粉系统中的氧含量，一旦氧含量超标立即向煤粉系统中补充适量的氮气。因此，准确地检测煤粉系统中的氧含量显得十分重要。煤粉系统中的氧含量的检测方法是从煤粉系统中抽出样气，经过预处理后送至在线检测仪表进行检测。现有技术中煤直接液化厂的煤粉制备系统为微负压系统，样气略带 少量煤粉和水汽，为此需要对其进行预处理后才能检测。现有技术中煤粉系统样气处理检测系统如图I所示，包括依次连接的采样阀I、散热器2、分液罐3、冷却器4、一级过滤器5、气泵6、ニ级过滤器7和氧量分析仪8。在气泵6的抽吸作用下，自煤粉系统抽出的样气经采样阀I进入散热器2，散热后进入分液罐3，在分液罐3中初步分离样气中的液相后进入冷却器4中。其中，冷却器4中制冷剂为压缩空气，该压缩空气通过旋风制冷器9进入冷却器。样气被激冷脱除水分，然后依次经过ー级过滤器5、ニ级过滤器7进入氧量分析仪检测8。其中，气泵6位于ー级过滤器5与ニ级过滤器7之间。样气除尘主要由过滤器完成，样气通过ー级过滤器5实现粗过滤，过滤75微米以上的粉尘，通过ニ级过滤7实现精过滤，过滤10微米以上的粉尘。在分液罐3和冷却器4底部设有排液管线，通过排液手阀排出积液。然而该样气处理检测系统投用后还存在很多问题首先，由于过滤器除尘并不彻底，造成氧量分析仪测量误差很大，甚至损坏分析仪传感器；而且由于采用气泵抽吸样气，样气中会有微量煤粉进入气泵，造成气泵经常故障；另外，由于直接采用过滤器除尘，致使一级过滤器滤芯更换频繁；此外，由于采样管路中水汽的凝结，会造成煤粉和水混合堵塞采样管路。这些问题导致生产难以正常进行，造成大量经济损失。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种在线分析仪表的样气处理检测系统，用于解决样气处理不净造成氧量分析仪测量误差偏大的问题。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种在线分析仪表的样气处理检测系统,包括采样阀，所述采样阀一端连接煤粉系统；水封洗涤罐，连接采样阀另一端，洗涤来自所述采样阀的样气；冷却器，激冷自所述水封洗涤罐上部引出的样气，并脱除样气中的水分；氧量分析仪，分析自所述冷却器上部引出的样气的氧含量；文丘里管，连接所述氧量分析仪的出口，为整个检测系统中样气的流动提供动力。[0014]优选地，在所述采样阀和水封洗涤罐之间还设有除尘罐。优选地，在冷却器和氧量分析仪之间还设有过滤器；优选地，所述过滤器过滤精度为6-10微米，以进一歩除去样气中的煤粉。优选地，所述检测系统还包括缓冲水罐，所述缓冲水罐与水封洗涤罐和冷却器的底部通过管线连接。优选地，在除尘罐和水封洗涤罐之间 的采样管线上还设有反吹管线，所述反吹管线的另一端连接在氮气管线上，用于对采样管线进行反吹防止管线堵塞。优选地，在氧量分析仪的两端还增设了氧量分析仪副线，且副线和氧量分析仪入ロ都设有转子流量计。优选地，所述水封洗涤罐的罐体为透明材料制备。由上述技术方案可见，本实用新型的优点是由于采用除尘罐、水封洗涤罐和过滤器有效地除去了样气中的粉尘，采用冷凝器脱除样气中的水分，因此处理后的样气的洁净度很高，从而保证了氧量分析仪测量的准确性，減少了样气中粉尘对氧量分析仪造成的损坏。而且系统中还可设置氮气反吹管线，定时对采样管线进行反吹，从而避免了采样管路中由于水汽的凝结，造成煤粉和水混合堵塞采样管路。另外，摒弃了气泵的采样方式，采用文丘里管仪表风引射抽负压取样，为系统提供稳定的吸气压力，而且简洁、无故障，有效地保证了系统的稳定运行，为生产的正常进行提供了保障。

图I为现有技术中样气处理检测系统示意图；图2为本实用新型提供的样气处理检测系统的ー种实施方式的流程示意图；图3为本实用新型提供的样气处理检测系统的另一种实施方式的流程示意图；图4为本实用新型提供的样气处理检测系统的ー种优选的实施方式的流程示意图；图5为本实用新型提供的样气处理检测系统的ー种进ー步优选的实施方式的流程不意图。
具体实施方式
以下參考附图进ー步说明本实用新型，但本实用新型并不因此而受到任何限制。图2为本实用新型提供的样气处理检测系统的ー种实施方式的流程示意图，所述样气处理检测系统包括采样阀11、水封洗涤罐12、冷却器13、氧量分析仪14和文丘里管15。其中，采样阀11 一端连接煤粉系统，另一端连接至水封洗涤罐12，以洗涤样气，去除样气中的煤粉等灰尘；所述水封洗涤罐12连接到冷却器13，以激冷样气，脱除样气中的水分；所述冷却器13通过管线连接到氧量分析仪14，以分析样气中的氧含量；所述氧量分析仪14通过管线连接到文丘里管15，在文丘里管的抽吸作用下，样气被排出。另外，在水封洗涤罐12的顶端设有注水管，底端设有排污管，用于更换水封洗涤罐12中的水。在冷却器13的底端同样设有排水管，用于排除冷却器13底部的冷凝水。该系统运行时，文丘里管15为整个系统中样气的流动提供动力。在文丘里管15抽吸的作用下，来自煤粉系统的样气经采样阀11进入到水封洗涤罐12中。所述水封洗涤罐12中贮存有一定高度的水，样气由水封洗涤罐12底部进入，经过水洗后从水封洗涤罐12上部引出，样气中的煤粉经水洗后从样气中被除去，留在水中。优选地，水封洗涤罐12可采用透明有机材料制作，以方便查看水封洗涤罐12中的液位和水质情況，当水封洗涤罐12中的液位低时，通过其顶端的进水管补水。由于蒸汽冷凝水中杂质含量少，适合用做样气洗涤水，因此进ー步优选地，所述进水管连接到蒸汽冷凝水管，以蒸汽冷凝水作为水封洗涤罐12的补充水。当水封洗涤罐12中的水质太差时，会影响样气的洗涤效果，此时，可以通过水封洗涤罐12底端的排污管将污水排出，经顶端进水管更换蒸汽冷凝水，以保证样气的洗涤效果。从水封洗涤罐12上部引出的样气经管线进入到冷却器13的管程中，激冷以脱除
水分。所述冷凝器13的制冷剂可为压缩空气或类似制冷介质，当采用压缩空气作为制冷介质时，该压缩空气经旋风制冷器21进入冷凝器13的壳程从而降低冷凝器13的温度，具体来说其温度控制是通过控制进入旋风制冷器的压缩空气的量来实现的。脱除水分后的样气从冷凝器13上部引出经管线送入到氧量分析仪14，分析氧含量，分析后的样气从氧量分析仪14出口经文丘里管15排放它处。其中，所述文丘里管15通过引射仪表风产生负压，抽吸煤粉系统的样气。当然，这里还可以使用其它抽气设备代替文丘里管，抽吸煤粉系统的样气。图3示出了本实用新型的另ー种实施方式，其与图2所示实施方式的不同之处在于，在采样阀11和水封洗涤罐12之间还设有除尘罐17，用于样气的预除尘。所述除尘罐17内设有挡板，该挡板竖直的固定在除尘罐17中，进入除尘罐17的样气在挡板处产生折流，并从挡板下方通过，样气中的部分灰尘附着在挡板上，从而实现样气的预除尘。当除尘罐17积灰过多时，可以定期打开除尘罐17进行清除。图4示出了本实用新型的一种优选的实施方式，其与图3所示实施方式的不同之处在于，在冷却器13和氧量分析仪14之间还设有过滤器19，用于进一歩除去样气中的粉尘，从而使进入氧量分析仪14中样气更洁净，保证氧量分析仪14可以准确稳定的工作。优选地，所述过滤器19的过滤精度为6-10微米，以便清除样气中极微量的粉尘。进ー步地，所述过滤器19为并联的两组，工作时两组切換操作，ー开ー闭。图5示出了本实用新型的一种进ー步优选的实施方式，其与图4所示实施方式的不同之处在于，该系统中还设有缓冲水罐16以及氮气反吹管线18。所述缓冲水罐16用于贮存污水，減少污水排放次数。所述氮气反吹管线18用于定期对采样管路进行反吹，以避免采样管路中由于水汽的凝结，致使煤粉和水混合堵塞采样管路。其中，所述缓冲水罐16通过管线23连接水封洗涤罐12，所述管线23与水封洗涤罐12的连接点位于水封洗涤罐12中液位下方，当水封洗涤罐中液位高过管线23与缓冲水罐16的连接点时，洗涤水会溢流到缓冲水罐16，以保持水封洗涤罐12中的液位高度，从而使样气经过检测系统的阻力基本保持恒定。另外，所述缓冲水罐16还可分别连接冷凝器13底端的管程和壳程，以排除冷凝器13底部管程和壳程中的积液。此外，在缓冲水罐16的底端还设有排水管，当缓冲水罐16中水位较高时可以排出缓冲水罐16中的污水。优选地，在缓冲水罐16的排水管上设置PLC控制的电磁阀V4，以自动排放污水。所述反吹管线18的一端连接位于除尘罐17和水封洗涤罐12之间的采样管线，其另一端连接氮气供应管线(图中未示出)，通过氮气对采样管路进行反吹。进ー步地，所述氮气反吹和缓冲水罐排水可共同采用PLC电磁阀组控制器22控制，例如，所述电磁阀组包括反吹管线18与采样管连接处的三通阀VI、反吹管上的电磁阀V2、冷却器13出ロ管线上的电磁阀V3和缓冲水罐16底部的排水管上的电磁阀V4。生产中，氮气反吹和定时排水一般可设定为24小吋，反吹15秒，排水3秒。氮气反吹时电磁阀V2打开，V3关闭，Vl三通阀切向除尘罐17的一方，氮气通过反吹管线18向系统内反吹15秒，同时电磁阀V4打开3秒，排出缓冲水罐16中的水。反吹和排水完成后，电磁阀自动恢复到样气处理状态，进行样气处理。当然，具体的參数设置还可以根据实际エ况进行相应的调整。此外，由于氧量分析仪14工作时对流入分析仪的气体流量有一定的范围要求(O. 5-1. 5L/min)，而系统工作时需要较快的响应时间(一般要求小于30秒)，以加快样气的处理更新速度，这需要増加系统中样气的流量。优选地，增设氧量分析仪14的副线20，且副线20和氧量分析仪14入口最好都安装有转子流量计，通过调整副线20中样气的流量，保证氧量分析仪14入口样气流量处在要求范围内，整个系统的响应时间可以通过系统容积除以样气流量得到。以下对图5示出的本实用新型的优选实施方式的响应时间进行计算。考虑样品取样点均为微负压系统，且文丘里管引射负压也很小，样气从取样到分析仪的距离很近，忽略样气在系统中的状态变化，样品从取样点到文丘里管传输时间即为系统的响应时间，因此整个系统中样气处理流程的体积是影响检测系统的响应时间主要因素。其中，除尘罐容积为O. 5L，水封洗涤罐的容积I. 0L,从采样探头到脱液罐之间的样品管线均采用外径为6_、管壁厚为1_的不锈钢管，管线长度近似为20米，则系统管线的体积(单位为し保留小数点后两位)为 3. 14 X O. 0022 X 20 X 1000L ^ O. 25L,过滤器、冷却器及其它容积近似为O. 1L，则系统中样气处理流程的体积V = (O. 5+1. 0+0. 25+0. I) L = I. 85し调整副线流量为8.0L/min，入口仪表的流量为I. OL/min，则整个引射流量为9.OL/min。由此可知，系统的响应时间为1.85 + 9. 0X60S = 12. 3S，小于30S，即改进后的系统满足对响应时间的要求。为了验证系统改造后仪表的使用情況，以下通过具体实施例和对比例对图5示出的本实用新型的优选实施方式进行说明。实际生产中，对氧量分析仪要求的性能指标如下量程0_15νο1*%测量误差<0.5%零点漂移< O. 05 % /周[0051 ] 量程漂移< O. 05 % /周以下实施例和对比例中，标准气体由标准化物质专业生产商北气普氦生产，零点标准气为99. 99%的氮气，量程标准气为氧气含量15. 00%、氮气含量85. 00%的混合气(以上均为体积百分数，以下表中数据也为体积百分数)。实施例一[0054]定期使用标准气体对氧量分析仪进行零点和量程标定，具体实验数据见表1，表I使用标准气对系统改进后仪表的零点和量程标定的结果
权利要求1.一种在线分析仪表的样气处理检测系统，其特征在于，包括 采样阀，所述采样阀一端连接煤粉系统； 水封洗涤罐，连接采样阀另一端，洗涤来自所述采样阀的样气； 冷却器，激冷自所述水封洗涤罐上部引出的样气，并脱除样气中的水分； 氧量分析仪，分析自所述冷却器上部引出的样气的氧含量； 文丘里管，连接所述氧量分析仪的出口，为整个检测系统中样气的流动提供动力。
2.如权利要求I所述的检测系统，其特征在于，在所述采样阀和水封洗涤罐之间还设有除尘罐。
3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，在冷却器和氧量分析仪之间还设有过滤器。
4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，还包括缓冲水罐，所述缓冲水罐与水封洗涤罐和冷却器的底部通过管线连接。
5.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，在除尘罐和水封洗涤罐之间的采样管线上还设有反吹管线，所述反吹管线的另一端连接在氮气管线上，用于对采样管线进行反吹防止管线堵塞。
6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，在氧量分析仪的两端还增设了氧量分析仪副线，且副线和氧量分析仪入口都设有转子流量计。
7.如权利要求1-6中的任意ー项所述的检测系统，其特征在于，所述水封洗涤罐的罐体为透明材料制备。
8.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述过滤器过滤精度为6-10微米，以进一歩除去样气中的煤粉。
专利摘要本实用新型涉及一种在线分析仪表的样气处理检测系统，该检测系统包括依次连接的采样阀、水封洗涤罐、冷却器、氧量分析仪和文丘里管，由于采用水封洗涤罐除尘，冷却器脱水，从而有效地去除了样气中的煤粉和水分，保证了氧量分析仪测量的准确性，为生产的正常进行提供了保障。
文档编号G01N1/28GK202453232SQ201120456819
公开日2012年9月26日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者孙祝, 王希军, 王志强, 赵宏世 申请人:中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司, 神华集团有限责任公司