專利名稱：煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)作為整個(gè)在線分析系統(tǒng)的首要部分， 其質(zhì)量以及處理能力的高低，直接影響到分析周期的長(zhǎng)短以及分析結(jié)果的準(zhǔn)確 性，目前市面上的在線分析的預(yù)處理裝置對(duì)于高溫、高水以及高塵的煤氣化樣 品的降溫、除水、除塵的處理還不能達(dá)到非常理想的狀態(tài)，過(guò)濾時(shí)采用傳統(tǒng)的 水冷技術(shù)，效率低，采用常規(guī)的風(fēng)冷模式，不能很好的控制樣品出口溫度，因 樣品中水含量過(guò)高而易解凍造成管路堵塞，嚴(yán)重影響了分析的準(zhǔn)確性甚至危及 到分析儀器的安全使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于高溫、高水含量以及高塵的煤氣化裝置 在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)實(shí)施下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，包括樣品采集探針，樣品過(guò)濾 器和致冷器，其特征在于所述過(guò)濾器采用四級(jí)過(guò)濾設(shè)置，致冷器采用由與智 能溫度控制裝置相連的旋風(fēng)致冷器； 一級(jí)過(guò)濾包括自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐，二 級(jí)過(guò)濾為紙介過(guò)濾器，三級(jí)過(guò)濾為自清洗三通過(guò)濾器，四級(jí)過(guò)濾為分子篩過(guò)濾 器；各級(jí)過(guò)濾裝置之間與管路和多個(gè)閥門(mén)相接；
所述一級(jí)過(guò)濾的冷卻罐底部連接球閥，冷卻罐的下部側(cè)邊設(shè)置有與自動(dòng)排 液閥連接的溢液口；所述自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐底部為泥漿沉淀區(qū)，泥漿沉淀 區(qū)上部的罐體上設(shè)置與自動(dòng)排液閥連接的溢液口 ，泥槳沉淀區(qū)的底部連接球閥； 所述自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的中部為熱交換器，其由多根豎直安裝的內(nèi)拋光的 超薄壁毛細(xì)管組成，毛細(xì)管的下部和樣品采集管路相接，毛細(xì)管的上部和自清 洗冷凝脫液過(guò)濾罐頂部的出氣口相接；自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部設(shè)置反吹 閥；所述熱交換器外部與旋風(fēng)致冷器的出風(fēng)口相對(duì)；
所述智能溫度控制裝置由設(shè)置在自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部的溫度傳感 器和溫度控制器、電磁閥組成，與溫度傳感器相連的溫度控制器控制與旋風(fēng)致 冷器連接的電磁閥的開(kāi)斷。
所述二級(jí)和三級(jí)過(guò)濾之間設(shè)置氣動(dòng)隔膜增壓泵。
所述三級(jí)過(guò)濾的過(guò)濾器的旁通出口連接流量計(jì)。
所述四級(jí)過(guò)濾的過(guò)濾器出口連接流量計(jì)。
所述二級(jí)過(guò)濾采用兩個(gè)10 u m紙介過(guò)濾器并連的冗余結(jié)構(gòu)。
所述四級(jí)過(guò)濾設(shè)計(jì)為冗余結(jié)構(gòu)；前半部分過(guò)濾器選用選擇性3 P m分子膜過(guò) 濾器，后半部分過(guò)濾器選用5A分子篩化學(xué)干燥過(guò)濾器。
所述一級(jí)過(guò)濾的自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐前還依次設(shè)置有自冷管、冷卻罐， 自冷管的進(jìn)氣口和樣品采集管路相接，出氣口和冷卻罐的下部相連，冷卻罐的 上部出氣口與自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的熱交換器毛細(xì)管的下部相連，冷卻罐底 部連接球閥，冷卻罐的下部側(cè)邊設(shè)置有與自動(dòng)排液閥連接的溢液口。
由溫度傳感器和溫控器、電磁閥組成的溫控裝置，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)的溫度控 制和致冷器冷風(fēng)量的智能控制。溫控器根據(jù)溫度傳感器監(jiān)測(cè)的煤氣樣品出口溫 度，開(kāi)啟和關(guān)閉電磁閥，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測(cè)的煤氣樣品出口溫度過(guò)高，自動(dòng)加 大降溫力度，反之則降低降溫力度，確保樣品出口溫度保持在一定的可靠范圍 之中。
采用以上結(jié)構(gòu)的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，煤氣化樣品進(jìn)入一 級(jí)過(guò)濾的自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的超薄壁毛細(xì)管的下部進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)旋風(fēng) 致冷器零下2CTC的風(fēng)冷，樣品中的水冷凝后順著毛細(xì)管的內(nèi)壁流入罐體底部， 水中溶解的粉塵泥漿也隨之被沖刷到罐體底部，達(dá)到自清洗的作用，泥漿沉淀 區(qū)的下部分別與自動(dòng)排液閥和球閥相連，流入泥漿沉淀區(qū)的水較多后，從泥漿 沉淀區(qū)上部罐體的溢液口溢出從自動(dòng)排液閥排出，當(dāng)沉積的泥漿較多時(shí)，開(kāi)啟 球閥，將泥漿排出，可防止泥漿堵塞自動(dòng)排液閥；為防止冷風(fēng)過(guò)量而引起熱交 換罐內(nèi)的樣品管線結(jié)冰，在罐體頂部的出口裝有與蒸汽管或氮?dú)膺B接的反吹閥， 當(dāng)樣品傳輸管線堵塞時(shí)，可打開(kāi)閥門(mén)對(duì)管線進(jìn)行吹掃，確保管路暢通。
完成一級(jí)過(guò)濾被降溫除塵除水的煤氣化樣品從自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂 部出氣口進(jìn)入到二級(jí)過(guò)濾，經(jīng)過(guò)紙介濾器的過(guò)濾后，樣品經(jīng)增壓泵加壓進(jìn)入到 三級(jí)過(guò)濾，最后進(jìn)入四級(jí)分子篩過(guò)濾器。其中二級(jí)和四級(jí)過(guò)濾均考慮了維護(hù)保 養(yǎng)的需要，采用了冗余結(jié)構(gòu)，當(dāng)過(guò)濾器消耗件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用需要更換時(shí)，可 以不用停工，只需啟用備用的另一套過(guò)濾器就可以保證分析正常進(jìn)行。經(jīng)過(guò)多 級(jí)降溫、除水除塵過(guò)濾的煤氣化樣品，可以確保達(dá)到進(jìn)入分析儀器前的溫度、 含水量和含塵量的要求。
煤氣化樣品根據(jù)需要，也可以在一級(jí)過(guò)濾的自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐前設(shè)置 自冷管和冷卻罐，樣品經(jīng)過(guò)自冷管、冷卻罐，冷卻后析出的水冷卻罐達(dá)到冷卻 罐下部的溢出口部位時(shí)，通過(guò)自動(dòng)排液閥排出，冷卻后析出的粉塵泥漿沉淀在 冷卻罐的下部，當(dāng)下部的泥漿沉淀較多時(shí)，從冷卻罐下部連接的球閥放出；從 冷卻罐上部出來(lái)的煤氣化樣品再進(jìn)入到自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的超薄壁毛細(xì)管 的下部，增加一級(jí)過(guò)濾的降溫、除塵、除水效果。


圖1是本發(fā)明的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l所示
本發(fā)明的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，包括樣品采集探針2，四級(jí) 過(guò)濾設(shè)置，與智能溫度控制裝置相連的旋風(fēng)致冷器17;
一級(jí)過(guò)濾依次包括自冷管3、冷卻罐19、自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐4，自冷管
的進(jìn)氣口和樣品采集管路相接，自冷管的出氣口和冷卻罐的下部相連，冷卻罐
的上部出氣口與自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的下部相連；二級(jí)過(guò)濾為紙介過(guò)濾器7，
三級(jí)過(guò)濾為自清洗三通過(guò)濾器8，四級(jí)過(guò)濾為分子篩過(guò)濾器9;各級(jí)過(guò)濾裝置之
間與管路和多個(gè)閥門(mén)相接。
高溫高水高塵的煤氣化樣品1經(jīng)樣品采集探針2抽取，通過(guò)一個(gè)球閥進(jìn)入 到蛇形金屬自冷管3冷卻，再?gòu)淖岳涔艿某鰵饪诹鞒鲞M(jìn)入冷卻罐19的下部，經(jīng) 過(guò)冷卻罐冷卻，樣品中析出的水和粉塵泥漿沉積在冷卻罐的下部，水超過(guò)下部 溢出口部位時(shí)，通過(guò)自動(dòng)排液閥16排出，當(dāng)下部的泥漿沉淀較多時(shí)，從冷卻罐 下部連接的球閥18放出。
從冷卻罐上部出來(lái)的煤氣化樣品進(jìn)入到自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐4中部由多 根豎直安裝的采用內(nèi)拋光的超薄壁毛細(xì)管組成的熱交換器內(nèi)進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò) 旋風(fēng)致冷器17零下20'C的風(fēng)冷，樣品中冷凝出來(lái)的水順著毛細(xì)管的內(nèi)壁流入罐 體底部的泥漿沉淀區(qū)，水中溶解的粉塵泥漿也隨之被沖刷到罐體底部，達(dá)到自 清洗的作用，泥漿沉淀區(qū)的下部分別與自動(dòng)排液閥16和球閥18相連，流入泥 漿沉淀區(qū)的水較多后，從泥漿沉淀區(qū)上部罐體的溢液口溢出從自動(dòng)排液閥排出， 當(dāng)沉積的泥漿較多時(shí)，開(kāi)啟球閥，將泥槳排出，可防止泥漿堵塞自動(dòng)排液閥。
自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐4的頂部設(shè)置溫度傳感器6，與溫度傳感器相連的溫 度控制器14控制與旋風(fēng)致冷器17連接的電磁閥15的開(kāi)斷；溫控器根據(jù)溫度傳 感器監(jiān)測(cè)的煤氣樣品出口溫度，開(kāi)啟和關(guān)閉電磁閥，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測(cè)的煤氣 樣品出口溫度過(guò)高，自動(dòng)加大降溫力度，反之則降低降溫力度，確保樣品出口 溫度保持在一定的可靠范圍之中。實(shí)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)的溫度控制和致冷器冷風(fēng)量的 智能控制。
自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部出風(fēng)口設(shè)置與蒸汽或氮?dú)膺B接的反吹閥5，當(dāng) 冷風(fēng)過(guò)量而引起熱交換罐內(nèi)的樣品管線結(jié)冰造成傳輸管線堵塞時(shí)，可打開(kāi)反吹 閥通入蒸汽或氮?dú)鈱?duì)管線進(jìn)行吹掃，確保管線暢通。
經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)濾后，樣品出口處將達(dá)到以下指標(biāo)樣品溫度15°C±10°C，
水含量《0. 1%，雜質(zhì)顆粒《100um;
樣品隨后進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾，二級(jí)過(guò)濾采用采用兩套帶視窗的10um紙介過(guò)濾 器7的冗余結(jié)構(gòu)；當(dāng)視杯內(nèi)存有一定液體時(shí)，可打開(kāi)手閥將其排放，經(jīng)過(guò)二級(jí) 過(guò)濾后，樣品出口處將達(dá)到以下指標(biāo)水含量《100PPm，雜質(zhì)顆?！?0um，經(jīng) 過(guò)二級(jí)過(guò)濾的樣品已較為干凈。
樣品通過(guò)氣動(dòng)隔膜增壓泵13加壓后，進(jìn)入自清洗三通過(guò)濾器8進(jìn)行三級(jí)過(guò) 濾，其濾芯可以選用7"m纖維過(guò)濾芯，調(diào)節(jié)旁通出口的流量計(jì)12，可控制樣品 傳輸管線中樣品的流速及三級(jí)過(guò)濾器樣品出口處的壓力，以達(dá)到控制樣品傳輸 時(shí)間、穩(wěn)定樣品出口壓力，減少樣品傳輸時(shí)間的目的，經(jīng)過(guò)三級(jí)過(guò)濾后，樣品 出口處將達(dá)到以下指標(biāo)樣品氣壓力《lKg/mm2，水含量《100PPm，雜質(zhì)顆?！? U m。
最后樣品進(jìn)入四級(jí)過(guò)濾。四級(jí)過(guò)濾器9采用前后兩部分過(guò)濾，進(jìn)一步降低 樣品中的水含量，前半部分過(guò)濾器選用選擇性3ixm分子膜過(guò)濾器，可將樣品中 的水含量降低到10 PPm以下，后半部分過(guò)濾器選用5A分子篩化學(xué)干燥過(guò)濾器， 可將樣品中的水含量降低到0. 1 PPm以下，四級(jí)過(guò)濾設(shè)計(jì)為冗余結(jié)構(gòu)，便于濾 芯的經(jīng)常更換；過(guò)濾器出口處安裝有帶針閥的流量計(jì)10，可將樣品進(jìn)表流量調(diào) 節(jié)至儀表ll所需流量。
采用本發(fā)明，高溫高水高塵的煤氣化樣品經(jīng)過(guò)第四級(jí)過(guò)濾后，樣品氣在進(jìn) 儀表前將將達(dá)到以下指標(biāo)水含量《0.1PPm，雜質(zhì)顆?！?um，樣品流量《 1L/Min。為樣品分析的準(zhǔn)確性和分析儀表的安全提供了可靠的保障。
權(quán)利要求
1、一種煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，包括樣品采集探針(2)，樣品過(guò)濾器和致冷器，其特征在于所述過(guò)濾器采用四級(jí)過(guò)濾設(shè)置，致冷器采用由與智能溫度控制裝置相連的旋風(fēng)致冷器(17)；一級(jí)過(guò)濾包括自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐(4)，二級(jí)過(guò)濾為紙介過(guò)濾器(7)，三級(jí)過(guò)濾為自清洗三通過(guò)濾器(8)，四級(jí)過(guò)濾為分子篩過(guò)濾器(9)；各級(jí)過(guò)濾裝置之間與管路和多個(gè)閥門(mén)相接；所述一級(jí)過(guò)濾的自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐底部為泥漿沉淀區(qū)，泥漿沉淀區(qū)上部的罐體上設(shè)置與自動(dòng)排液閥(16)連接的溢液口，泥漿沉淀區(qū)的底部連接球閥(18)；所述自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的中部為熱交換器，其由多根豎直安裝的內(nèi)拋光的超薄壁毛細(xì)管組成，毛細(xì)管的下部和樣品采集管路相接，毛細(xì)管的上部和自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐頂部的出氣口相接；自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部設(shè)置反吹閥(5)；所述熱交換器外部與旋風(fēng)致冷器(17)的出風(fēng)口相對(duì)；所述智能溫度控制裝置由設(shè)置在自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部的溫度傳感器(6)和溫度控制器(14)、電磁閥(15)組成，與溫度傳感器相連的溫度控制器控制與旋風(fēng)致冷器連接的電磁閥的開(kāi)斷。
2、 如權(quán)利要求1所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于-在二級(jí)和三級(jí)過(guò)濾之間設(shè)置氣動(dòng)隔膜增壓泵(13)。
3、 如權(quán)利要求2所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于 三級(jí)過(guò)濾的過(guò)濾器的旁通出口連接流量計(jì)(12)。
4、 如權(quán)利要求3所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于 四級(jí)過(guò)濾的過(guò)濾器出風(fēng)口連接流量計(jì)(10)。
5、 如權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)， 其特征在于二級(jí)過(guò)濾采用兩個(gè)10um紙介過(guò)濾器(7)并連的冗余結(jié)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求5所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于: 四級(jí)過(guò)濾設(shè)計(jì)為冗余結(jié)構(gòu)；前半部分過(guò)濾器(9)選用選擇性3um分子膜過(guò)濾 器，后半部分過(guò)濾器(9)選用5A分子篩化學(xué)干燥過(guò)濾器。
7、 如權(quán)利要求1、 2、 3、 4或6所述的煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)， 其特征在于所述一級(jí)過(guò)濾的自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐(4)前還依次設(shè)置有自冷 管(3)、冷卻罐(19)，自冷管的進(jìn)氣口和樣品采集管路相接，出氣口和冷卻罐 的下部相連，冷卻罐的上部出氣口與自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的熱交換器毛細(xì)管 的下部相連，冷卻罐底部連接球閥(18)，冷卻罐的下部側(cè)邊設(shè)置有與自動(dòng)排液 閥(16)連接的溢液口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤氣化裝置在線分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)，包括四級(jí)過(guò)濾設(shè)置，智能溫度控制的旋風(fēng)致冷器。一級(jí)過(guò)濾依次包括自冷管、冷卻罐、自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐，自清洗冷凝脫液過(guò)濾罐的頂部設(shè)置與蒸汽管相連的反吹閥和溫度傳感器；二級(jí)過(guò)濾為紙介過(guò)濾器，三級(jí)過(guò)濾為自清洗三通過(guò)濾器，四級(jí)過(guò)濾為分子篩過(guò)濾器；二級(jí)和四級(jí)過(guò)濾采用了冗余結(jié)構(gòu)。與溫度傳感器相連的溫度控制器控制與旋風(fēng)致冷器連接的電磁閥的開(kāi)斷，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)的溫度控制和致冷器冷風(fēng)量的智能控制。經(jīng)過(guò)多級(jí)降溫、除水除塵過(guò)濾的煤氣化樣品，可以確保樣品的溫度、含水量和含塵量達(dá)到進(jìn)入分析儀器前的要求。
文檔編號(hào)G01N1/34GK101183056SQ20071005092
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者張?zhí)煊? 李方成, 歐興林, 郭繼紅 申請(qǐng)人:眉山麥克在線設(shè)備有限公司