[发明专利]一种用于高温高压含尘气体的自动取样装置及方法

权利要求书

1.一种用于高温高压含尘气体的自动取样装置，其特征在于，包括依次连接设置的激冷单元(1)、净化单元(2)、干燥单元(3)和取样单元(4)，其中：

所述激冷单元(1)包括激冷水槽(1-1)、循环冷却水管(1-2)和进气管(1-3)，循环冷却水管(1-2)接激冷水槽(1-1)为其提供冷却水，进气管(1-3)从激冷水槽(1-1)通过实现冷却；

所述净化单元(2)包括反吹系统(2-1)、净化反吹罐(2-2)、减压计量罐(2-3)、精密称重仪(2-4)、粉尘收集器(2-5)和储气罐(2-6)，净化反吹罐(2-2)接所述进气管(1-3)，减压计量罐(2-3)接净化反吹罐(2-2)的固相出口，精密称重仪(2-4)安装在减压计量罐(2-3)底部，粉尘收集器(2-5)接减压计量罐(2-3)的固相出口，储气罐(2-6)接净化反吹罐(2-2)的气相出口，反吹系统(2-1)安装在净化反吹罐(2-2)的顶部；所述净化反吹罐(2-2)内部安装有金属烧结滤芯，外部盘绕预热盘管，所述净化反吹罐(2-2)出入口及其预热盘管出入口均由金属软管分别连接；

所述干燥单元包括多级冷却器(3-1)、气液分离器(3-2)和凝液收集器(3-3)，多级冷却器(3-1)接净化反吹罐(2-2)的气相出口，气液分离器(3-2)接多级冷却器(3-1)的出口，凝液收集器(3-3)接气液分离器(3-2)的液相出口；

所述取样单元包括冷凝器(4-1)、分离罐(4-2)和取样瓶(4-3)，冷凝器(4-1)接气液分离器(3-2)的气相出口，分离罐(4-2)接冷凝器(4-1)的出口，取样瓶(4-3)接分离罐(4-2)的气相出口；

所述净化反吹罐(2-2)的气相出口、取样瓶(4-3)出入口以及储气罐(2-6)均设置有火炬气管，所述净化反吹罐(2-2)的入口以及气相出口均设置有压力表；所述减压计量罐(2-3)设有与火炬气相连的泄压管道，减压计量罐(2-3)能够交变压操作，且能与粉尘收集器(2-5)快速拆离或安装；所述储气罐(2-6)入口管道设有流量计；所述多级冷却器(3-1)的出入口均设置流量计和温度计；所述气液分离器(3-2)设有与火炬气相连的泄压管道，气液分离器(3-2)能够交变压使用；取样瓶(4-3)能与管道快速拆离或安装，且取样瓶(4-3)的数量任意，当为多个时，并联设置；所述分离罐(4-2)设置排液口且与凝液收集器(3-3)相连；

所述减压计量罐(2-3)和气液分离器(3-2)的交变压操作由顺序控制程序控制，所述反吹系统(2-1)由顺序控制程序控制，反吹气气源来自储气罐(2-6)。

2.根据权利要求1所述用于高温高压含尘气体的自动取样装置，其特征在于，所述激冷水槽(1-1)为半封闭式结构，材质耐腐蚀；所述循环冷却水管(1-2)包括进水管和出水管，分别与激冷水槽(1-1)相连形成循环；所述进气管(1-3)由前后两段组成，前段管道带衬里且与工业炉相连，后段为金属管，前后段之间通过法兰连接；所述激冷水槽(1-1)之后设置温度计，且安装在进气管(1-3)。

3.根据权利要求1所述用于高温高压含尘气体的自动取样装置，其特征在于，所述反吹系统(2-1)、净化反吹罐(2-2)、减压计量罐(2-3)、精密称重仪(2-4)和粉尘收集器(2-5)均有两套，并联设置。

4.根据权利要求1或3所述用于高温高压含尘气体的自动取样装置，其特征在于，还包括吹扫气管道，所述吹扫气管道分别与激冷水槽(1-1)之后的进气管(1-3)以及净化反吹罐(2-2)的气相出口连接。

5.根据权利要求4所述用于高温高压含尘气体的自动取样装置，其特征在于，所述吹扫气使用氮气或二氧化碳。

6.一种基于权利要求1所述用于高温高压含尘气体的自动取样装置的自动取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)系统预备：预热净化反吹罐(2-2)，安装取样瓶(4-3)，打开各单元火炬气手阀；打开循环冷却水手阀，打开循环冷却水调节阀，激冷水槽(1-1)建立水位；打开各单元工艺气体手阀，吹扫气手阀；投用顺序控制程序Ⅰ：工艺气自控阀打开，此时工业炉与装置连接处自控阀关闭，吹扫气自控阀打开，吹扫置换一段时间，吹扫气自控阀关闭；

(2)工艺气置换：工业炉与装置连接处自控阀打开，反吹系统(2-1)顺序控制程序进行，设置反吹时间间隔；循环冷却水调节阀自动调节，控制激冷水槽(1-1)出口温度、多级冷却器(3-1)出口温度，工艺气对装置进行置换；

(3)气体取样：置换结束，激冷水槽(1-1)出口温度、多级冷却器(3-1)出口温度分别稳定在一定值，各火炬气阀关闭，一段时间后，取样瓶(4-3)出入口自控阀关闭，取样瓶(4-3)入口火炬气自控阀打开；

(4)循环再生：减压计量罐(2-3)自控程序进行，减压计量罐(2-3)入口阀关闭，泄压排灰，一段时间后减压计量罐(2-3)出口阀关闭；同时，气液分离器(3-2)顺序控制程序进行，气液分离器(3-2)入口阀关闭，泄压排凝，一段时间后气液分离器(3-2)出口阀关闭；反吹系统(2-1)顺序控制程序结束，精密称重仪(2-4)记录数值；

(5)装置初始化：工业炉与取样装置连接处自控阀关闭，各单元火炬气阀打开，装置泄压至稍高于火炬气管网压力，火炬气阀关闭，减压计量罐(2-3)入口阀打开、气液分离器(3-2)入口阀打开，顺序控制程序Ⅰ结束。