[实用新型]一种用于焦炉煤气回收取样的装置

说明书

技术领域

本发明提出了一种用于焦炉煤气取样装置的设计方法，尤其是针对连续在线抽取焦炉煤气的环境。

背景技术

对于炼钢行业来说，铁的产量、质量要求较高。焦炭是高炉炼铁的主要材料，它主要由原煤在炼焦室得到的，我国的煤炭资源非常丰富，所以焦炭产业是具有很大的用处。而在炼焦过程中产生的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料，气体中含有氢气和甲烷等易爆炸性气体，以及大量焦油、苯、萘等低沸点物和硫化物，背景气体成份复杂。因此，为了提高对煤气回收工艺的控制，增强安全性，提高能源的利用率，目前焦炉煤气取样方法主要有两类，即在线式和取样式。在线式分析主要是采用不同气体对光的吸附率不同从而得到气体中气体的成分，但是因为气体汇总富含焦油、苯、奈等量低沸点易结晶的物质，所以需要有高纯氮气在发射激光口和接收处吹扫，而这样会将烟道内的样气成分稀释，使分析值偏低。取样式分析的关键取样探头设备，目前由西门子公司生产的是一种气动抽取探头的取样方法，这种方法需要取样的启动装置密封性非常好，而且也要提供一定压力的压缩气源，便于抽取探头在设备检修时将探头抽取出来。对于取样式来说，由于样气中含有易结晶的物质，因此会经常堵塞探头，从而造成维修量大且浪费资源。

发明内容

本发明公开一种能够连续抽取样气的装置，该装置主要由冷却控制系统、取样系统等部分组成。其中外部冷却控制系统包括不锈钢固定管体、焊接于不锈钢固定管体侧面的两个蜗旋制冷器、以及探头顶盖；两个进压缩空气口分别通过两个蜗旋制冷器与不锈钢固定管体相连通。上述内部取样系统位于外部冷却控制系统的不锈钢固定管体内，且内部取样系统由上自下依次由第一级不锈钢过滤网、第一个氟橡胶密封垫、第二级不锈钢过滤网、第二个氟橡胶密封垫、以及漏斗形内衬陶瓷薄膜的复合型陶瓷取样管组成，进样气口通过第二个手动球阀与漏斗形内衬陶瓷薄膜复合型陶瓷取样管相连通。上述内部取样系统和上述不锈钢固定管体之间空隙为制冷通道；上述探头顶盖靠边的部位具有与制冷通道相通的出气口，出气口上安装排空控制器；上述探头顶盖的中间部位具有与内部取样系统相通的气口，出样气口通过第一个手动球阀与上述气口相连通，进反吹蒸汽口通过电动球阀与上述气口相连通。

冷却控制系统主要功能在于保证内部空间的温度处于恒温状态，采用可调压缩空气涡旋制冷器进行制冷，根据内部温度变换进行内部空间温度的调节，使内部温度始终保持一定范围内，目的是有利于焦油、苯、奈等易结晶的物质迅速结晶，同时外壁由不锈钢管组成，对整个系统具有支撑保护的作用。取样系统主要功能在于保证样气通道的通畅，同时保证没有其他非样气成分的进入，保证样气的真实性，采用耐高温的内衬陶瓷薄膜的复合型陶瓷管作为焦炉煤气的取样管道。使用此装置可以安全地抽取真实样气。

本发明公开的装置的优点如下：

(1)具有连续性。由于内层陶瓷薄膜有很好的吸附性，能够承受内外温度的变化，且不会变形，因此，该装置的取样探头可以连续性稳定的工作。

(2)具有无污染性。装置的冷却系统采用涡旋制冷器，直接使用压缩空气来制冷，所以它排放出的气体对大气没有任何污染，且陶瓷薄膜可以进行回收加工后重复使用。

(3)具有较高的安全性：因为陶瓷薄膜和陶瓷取样管都有很好的性能稳定性和抗氧化性，所以能够很好地阻止涡旋制冷器冷气进入取样管，从而保证了取样的安全性，同时外部采用不锈钢固定，使系统在取样过程更加稳定而安全。

附图说明

图1为连续抽取焦炉煤气样气的装置示意图，图2为更换陶瓷薄膜示意图：1：第一手动球阀，2：电动球阀，3：取样探头顶盖，4：第一不锈钢丝网过滤器，5：第一氟橡胶密封垫，6：第二不锈钢丝网过滤器，7：第二氟橡胶密封垫，8：不锈钢固定管体，9：涡旋制冷器，10：内衬陶瓷薄膜复合型陶瓷取样管，11：第二手动球阀，12：排空控制器。13：出气口，14：出样气口，15：进反吹蒸汽口，16：进压缩空气口，17：进样气口。18：陶瓷薄膜。

具体实施方式

首先将不锈钢固定管体8与涡旋制冷器9焊接组合在一起，然后将不锈钢探头顶盖与不锈钢固定管体8焊接完成，陶瓷薄膜18和陶瓷取样管参照图2方法，采用特殊的胶粘接在一起(注意与陶瓷管外部粘接后要便于掀开)，组成内衬陶瓷薄膜复合型陶瓷取样管，目的是便于下次拆卸，然后再将其装入固体管体8中，依次装入第二氟橡胶密封垫7，第二不锈钢丝网过滤器6，第一氟橡胶密封垫5，第一不锈钢丝网过滤器4。当需要更换时，按照此方法反向进行即可，也可以参考图2所示。

由于焦炉煤气中含有焦油、苯、荼等高粘度、低沸点易结晶成分，所以当样气经过内置冷空气作用下的内衬陶瓷薄膜的陶瓷取样管时，基本上全部会冷却结晶，粘接到陶瓷管的内部管壁的陶瓷薄膜上。当一个循环结束时，用高压蒸汽吹扫，就会将内壁上的结晶体全部吹落，并将结晶体很容易从管道吹出，而不影响取样探头的下次使用。同时当探头不使用时，可以将第二手动球阀11和第一手动球阀1关闭。