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煤气热值取样系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型是关于一种煤气热值取样系统，包括：煤气取样装置、冷凝器、过滤装置；所述煤气取样装置包括：第一取样罐体和第二取样罐体，第一二级过滤器和第二二级过滤器，第一抽气泵和第二抽气泵，及取样线切换阀；其中，所述第一取样罐体或第二取样罐体包括：样气进口、样气出口、伴热蒸汽进口、伴热蒸汽出口、排污口、罐体压力测量口、过滤件外吹口、过滤件、伴热环管、外吹盘管。本实用新型煤气热值取样系统加强了样气脱水效果，提高取样气体的置换速度，样气中萘和焦油的渗透及结晶得到有效抑制。
【专利说明】煤气热值取样系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业煤气分析【技术领域】，特别是涉及煤气热值取样系统。

【背景技术】
[0002]目前的煤气热值取样系统组成及装置示意图如图1所示，包括:煤气取样装置、冷凝器、二级过滤器，取样气体经煤气取样装置进行一级过滤，之后进入冷凝装置进行冷凝处理，再进入二级过滤器进行二级过滤。上述煤气热值取样系统主要对取样气体进行过滤，过滤精度5-15微米。
[0003]发明人在实现本发明过程中发现，上述煤气热值取样系统至少存在如下缺陷:
[0004]1、取样气体在流动过程中不易排水，易带水进入后续装置，易造成冷凝器结冰使样气管道堵塞，带水严重时易污染最后一级纸过滤器，使过滤效率下降；
[0005]2、靠工艺管道压力带动取样气体流动，装置中的过滤件在减小气阻的前提下损失过滤精度，当工艺管道上的取样点与热值仪的距离较远时，测量结果滞后增大；
[0006]3、取样气体中的萘、焦油随时间渗透，容易引起装置中微小的测量管路及设备污染结垢和结晶，严重时发生堵塞。
[0007]4、取样气体温度在4_6°C时，煤气中的萘易结晶，加速装置中过滤件的损坏。
[0008]因此，目前的煤气热值取样系统有待于进一步的改进。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于，提供一种煤气热值取样系统，所要解决的技术问题包括:煤气热值取样系统无法排污及靠工艺管道压力带动取样气体流动造成测量结果滞后增大，无法自清洁导致设备寿命降低，同时无加热环节导致取样气体中萘结晶加速装置中过滤件的损坏等问题。
[0010]本实用新型的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。
[0011]依据本实用新型提出的一种煤气热值取样系统，包括:煤气取样装置、与煤气取样装置相连的冷凝器、与冷凝器相连的过滤装置；
[0012]所述煤气取样装置包括:第一取样罐体和第二取样罐体，第一二级过滤器和第二二级过滤器，第一抽气泵和第二抽气泵，及取样线切换阀；所述第一取样罐体顺序通过第一二级过滤器和第一抽气泵与所述取样线切换阀相连；所述第二取样罐体顺序通过第二二级过滤器和第二抽气泵与所述取样线切换阀相连，所述取样线切换阀与冷凝器相连，所述取样线切换阀用于切换所述第一取样罐体和所述第二取样罐体中一个处于工作状态，另一个处于自清洁状态；
[0013]其中，所述第一取样罐体或第二取样罐体包括上下两部分，上下两部分采用法兰连接，所述第一取样罐体或第二取样罐体包括:位于法兰连接以下部分侧壁的样气进口、位于法兰连接以上部分侧壁的样气出口、位于所述样气进口以下侧壁的伴热蒸汽进口、位于所述伴热蒸汽进口以下侧壁的伴热蒸汽出口、位于罐体底部的排污口、位于罐体顶部的罐体压力测量口、位于罐体内部的过滤件、位于罐体侧壁且与过滤件相通的过滤件外吹口、位于罐体内部靠近所述伴热蒸汽进口及伴热蒸汽出口的伴热环管、位于所述过滤件上方的外吹盘管。
[0014]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述第一取样罐体和第二取样罐体为立式不锈钢结构。
[0015]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述伴热环管和外吹盘管为铜管。
[0016]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述样气出口同时作为内吹扫口。
[0017]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述第一二级过滤器及第二二级过滤器的滤芯采用多层金属结构。
[0018]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述样气进口、样气出口、伴热蒸汽进口、伴热蒸汽出口、排污口、罐体压力测量口及过滤件外吹口均安装有用于控制开启与关闭的控制阀。
[0019]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述第一取样罐体通过所述样气出口与所述第一二级过滤器相连，所述第二取样罐体通过所述样气出口与所述第二二级过滤器相连。
[0020]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述冷凝器下方设置有排污口。
[0021]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述系统还包括:具有标定气体入口，设置于冷凝器与过滤装置之间的标定切换阀。
[0022]较佳的，前述的煤气热值取样系统，其中所述过滤装置为精细过滤器，对从冷凝器出来的样气进行三级过滤。
[0023]借由上述技术方案，本实用新型的煤气热值取样系统至少具有下列优点以及有益效果:
[0024]1、取样罐体设置排污口，加强了样气脱水效果，有效抑制样气流动过程中带水进入后续装置；
[0025]2、采用抽气泵与管道压力的共同作用，提高取样气体的置换速度，克服过滤件气阻的影响程度，可适当提高装置的过滤件精度，减小测量结果滞后；
[0026]3、取样罐体设置过滤件外吹口，从而增加了系统反吹扫、反洗涤功能，延长了系统的使用寿命，样气中萘和焦油的渗透得到有效抑制；
[0027]4、取样罐体中设置伴热盘管，增加了装置的加热功能，有效避免了样气中萘结晶现象，管道结垢和堵塞明显改善。
[0028]综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0029]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明如下。

【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1为现有煤气热值取样系统架构示意图；
[0031]图2为本实用新型的煤气热值取样系统架构示意图；
[0032]图3为本实用新型取样罐体结构示意图。

【具体实施方式】
[0033]为更进一步阐述本实用新型，为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本实用新型提出的煤气热值取样系统其【具体实施方式】、结构及特征，详细说明如后。
[0034]本实施例提供一种煤气热值取样系统，参见图2,为所述煤气热值取样系统架构不意图，所述煤气热值取样系统包括:煤气取样装置10、与煤气取样装置10相连的冷凝器11、与冷凝器11相连的过滤装置12。其中，本实施例所述冷凝器11底部设置有自动排污口，用于排出样气冷凝过程中产生的水分等。本实施例所述过滤装置12为精细过滤器，用于对经过冷凝器11冷凝后的样气进行三级过滤。
[0035]本实施例所述煤气热值取样系统还可包括标定切换阀13，所述标定切换阀13设置于冷凝器11与过滤装置12之间，具有标定气体入口，所述标定切换阀13用于切换分析状态或是标定状态，所述分析状态即对煤气成分进行定量分析，所述标定状态即对多组分分析仪进行校对，本实施例所述煤气热值取样系统可与多组分分析仪连接，实现煤气热值取样分析。
[0036]其中，所述煤气取样装置10包括:第一取样罐体1lA和第二取样罐体101B，第一二级过滤器102A和第二二级过滤器102B，第一抽气泵103A和第二抽气泵103B，及取样线切换阀104 ;所述第一取样罐体1lA顺序通过第一二级过滤器102A及第一抽气泵103A与所述取样线切换阀104相连；所述第二取样罐体1lB顺序通过第二二级过滤器102B及第二抽气泵103B与所述取样线切换阀104相连，所述取样线切换阀104与冷凝器11相连。所述取样线切换阀104用于切换所述第一取样罐体1lA和所述第二取样罐体1lB中一个处于工作状态，另一个处于自清洁状态，即第一取样罐体1lA和第二取样罐体1lB互为主备，也就是，当第一取样罐体1lA处于工作状态时，第二取样罐体1lB处于自清洁状态，由所述取样线切换阀104的自动切换实现两个取样罐体交替工作。
[0037]其中，第一二级过滤器102A及第二二级过滤器102B的滤芯采用多层金属结构，接收从第一取样罐体1lA或第二取样罐体1lB经一级过滤后的样气，进行二级过滤，可以将一级过滤过程中未过滤完全的样气进行再次脱水、除尘。
[0038]本实施例所述第一取样罐体1lA和第二取样罐体102B的结构可以相同,其一种实施例结构如图3中所示，取样罐体(包括第一取样罐体和第二取样罐体)包括上下两部分，上下两部分采用法兰连接，所述取样罐体包括:位于法兰连接以下部分侧壁的样气进口、位于法兰连接以上部分侧壁的样气出口、位于所述样气进口以下侧壁的伴热蒸汽进口、位于所述伴热蒸汽进口以下侧壁的伴热蒸汽出口、位于罐体底部的排污口、位于罐体顶部的罐体压力测量口、位于罐体内部的过滤件、位于罐体侧壁且与过滤件相通的过滤件外吹口、位于罐体内部靠近所述伴热蒸汽进口及伴热蒸汽出口的伴热环管、位于所述过滤件上方的外吹盘管；所述第一取样罐体通过所述样气出口与所述第一二级过滤器相连，所述第二取样罐体通过所述样气出口与所述第二二级过滤器相连。
[0039]所述样气出口同时也是内吹扫口。所述罐体压力测量口位于罐体顶部,便于维护人员观察取样罐体内压力变化。样气进口、伴热蒸汽进口、伴热蒸汽出口、排污口及过滤件外吹口均位于取样罐体法兰连接以下部分。其中，所述排污口位于罐体底部，便于排污。所述伴热环管用于保证取样罐体内温度在30°C -50°C之间，避免取样气体中的尘、硫化物、萘等出现结晶。所述外吹盘管，均匀分布吹扫过滤件外表面。所述伴热环管和外吹盘管可采用铜管，例如采用Φ 10毫米铜管。一种实施例取样罐体(包括第一取样罐体和第二取样罐体)的各进出口均采用DN15管道连接，包括:样气进口、样气出口、伴热蒸汽进口、伴热蒸汽出口、排污口、罐体压力测量口、过滤件外吹口。
[0040]本实施例在取样罐体(包括第一取样罐体和第二取样罐体)的各进出口均安装有控制阀，用于控制各进出口的开启与关闭。例如，在所述样气进口安装取样罐入口取样阀，控制样气进口的开启与关闭；在所述排污口安装取样罐排放阀，控制所述排污口的开启与关闭；在所述过滤件外吹口安装过滤件外吹扫阀，控制所述过滤件外吹口的开启与关闭等坐寸ο
[0041]所述取样罐体为立式不锈钢结构，一种实施例外形尺寸可以为Φ100*620毫米，也就是直径为100毫米，高为620毫米。所述过滤件用于样气的一级过滤，该过滤件为脱萘、脱焦油、脱水专用过滤件，过滤件尺寸可以为Φ 60*300毫米，也就是直径60毫米，高为300毫米，过滤精度在3-25微米范围内。本实用新型的煤气热值取样系统可用于煤气热值取样分析过程，但不局限于此。
[0042]下面结合图2及图3对所述煤气热值取样系统对取样气体的处理过程进行详细介绍，以便于更进一步了解煤气取样装置对取样气体的处理过程。以第一取样罐体工作，第二取样罐体自清洁为例。
[0043]在取样分析开始时，样气在工艺管道的正压及抽气泵的抽力作用下通过样气进口进入第一取样罐体进行一级过滤，该第一取样罐体中的过滤件采用特殊的聚结材料，将取样气体中的水、焦油、萘等拦截、吸附在聚结材料上，防止有害物质的渗透。过滤后的水及杂质等残留物待到所述第一取样罐体进入自清洁状态时通过罐底的排污口排放出去；经过一级过滤后的样气通过第一取样罐体的样气出口出来后，进入二级过滤器进行二级过滤，二级过滤器滤芯采用多层金属结构，可以将一级过滤过程中未过滤完全的样气进行再次脱水、除尘；经二级过滤后的样气再通过冷凝器进一步冷凝，将样气中的水分冷凝下来通过冷凝器的自动排污口排出，此时的样气已经变得较为干燥和洁净。标定切换阀如切换为分析状态，则将标定气体管路切断，样气通过过滤装置12进行三级过滤，该过滤装置12为精细过滤器，最终得到合格的样气。在样气进入第一取样罐体的同时伴热蒸汽通过伴热蒸汽进口进入该第一取样罐体，并通过伴热蒸汽出口排出，该伴热蒸汽用于对罐体内进行加热，保证罐体内温度，以避免取样气体中的尘、硫化物、萘等出现结晶。
[0044]在第一取样罐体工作过程中，第二取样罐体处于自清洁状态，吹扫各分段管线、取样罐体及过滤件，例如，首先通过排污口自动排水，之后通过过滤件外吹口吹入氮气及洗涤蒸汽来吹扫第二取样罐体内的过滤件，过滤件先由内向外吹，之后经第二取样罐体内的环形外吹盘管，均匀的吹扫过滤件外表面，之后吹扫第二取样罐体的各分段管线及各进出口。
[0045]本实用新型所述的煤气热值取样系统可应用于高炉煤气热值分析、焦炉煤气热值分析、混合煤气热值分析系统等。
[0046]综上所述，本实用新型所述煤气热值取样系统至少具有如下优点:
[0047]1、取样罐体及冷凝器设置排污口，加强了样气脱水效果，有效抑制样气流动过程中带水进入多组分分析仪；
[0048]2、采用抽气泵与管道压力的共同作用，提高取样气体的置换速度，克服过滤件气阻的影响程度，可适当提高装置的过滤件精度，减小测量结果滞后；
[0049]3、取样罐体设置过滤件外吹口，从而增加了系统反吹扫、反洗涤功能，延长了系统的使用寿命，样气中萘和焦油的渗透得到有效抑制；
[0050]4、取样罐体中设置伴热盘管，增加了装置的加热功能，确保取样气体的温度在30-50°C之间，有效避免了样气中萘结晶现象，管道结垢和堵塞明显改善；
[0051]5、设置两套相同的取样罐体互为主备，减轻了在线设备的运行负荷，降低了系统的故障率，便于系统及装置的维护和检修。
[0052]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型的技术，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种煤气热值取样系统，其特征在于，包括:煤气取样装置、与煤气取样装置相连的冷凝器、与冷凝器相连的过滤装置； 所述煤气取样装置包括:第一取样罐体和第二取样罐体，第一二级过滤器和第二二级过滤器，第一抽气泵和第二抽气泵，及取样线切换阀；所述第一取样罐体顺序通过第一二级过滤器和第一抽气泵与所述取样线切换阀相连；所述第二取样罐体顺序通过第二二级过滤器和第二抽气泵与所述取样线切换阀相连，所述取样线切换阀与冷凝器相连，所述取样线切换阀用于切换所述第一取样罐体和所述第二取样罐体中一个处于工作状态，另一个处于自清洁状态； 其中，所述第一取样罐体或第二取样罐体包括上下两部分，上下两部分采用法兰连接，所述第一取样罐体或第二取样罐体包括:位于法兰连接以下部分侧壁的样气进口、位于法兰连接以上部分侧壁的样气出口、位于所述样气进口以下侧壁的伴热蒸汽进口、位于所述伴热蒸汽进口以下侧壁的伴热蒸汽出口、位于罐体底部的排污口、位于罐体顶部的罐体压力测量口、位于罐体内部的过滤件、位于罐体侧壁且与过滤件相通的过滤件外吹口、位于罐体内部靠近所述伴热蒸汽进口及伴热蒸汽出口的伴热环管、位于所述过滤件上方的外吹盘管。
2.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述第一取样罐体和第二取样罐体为立式不锈钢结构。
3.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述伴热环管和外吹盘管为铜管。
4.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述样气出口同时作为内吹扫口。
5.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述第一二级过滤器及第二二级过滤器的滤芯采用多层金属结构。
6.如权利要求5所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述样气进口、样气出口、伴热蒸汽进口、伴热蒸汽出口、排污口、罐体压力测量口及过滤件外吹口均安装有用于控制开启与关闭的控制阀。
7.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述第一取样罐体通过所述样气出口与所述第一二级过滤器相连，所述第二取样罐体通过所述样气出口与所述第二二级过滤器相连。
8.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述冷凝器下方设置有排污□。
9.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述系统还包括:具有标定气体入口，设置于冷凝器与过滤装置之间的标定切换阀。
10.如权利要求1所述的煤气热值取样系统，其特征在于，所述过滤装置为精细过滤器，对从冷凝器出来的样气进行三级过滤。
【文档编号】G01N1/22GK203929459SQ201420311961
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】韩可利, 蔡伟, 李智毅, 钱辉, 蔡立欣 申请人:武汉钢铁(集团)公司