[发明专利]煤气化装置在线分析样品预处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气化装置在线分析样品预处理系统。

背景技术

煤气化装置在线分析样品预处理系统作为整个在线分析系统的首要部分，其质量以及处理能力的高低，直接影响到分析周期的长短以及分析结果的准确性，目前市面上的在线分析的预处理装置对于高温、高水以及高尘的煤气化样品的降温、除水、除尘的处理还不能达到非常理想的状态，过滤时采用传统的水冷技术，效率低，采用常规的风冷模式，不能很好的控制样品出口温度，因样品中水含量过高而易解冻造成管路堵塞，严重影响了分析的准确性甚至危及到分析仪器的安全使用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种适用于高温、高水含量以及高尘的煤气化装置在线分析样品预处理系统。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种煤气化装置在线分析样品预处理系统，包括样品采集探针，样品过滤器和致冷器，其特征在于：所述过滤器采用四级过滤设置，致冷器采用由与智能温度控制装置相连的旋风致冷器；一级过滤包括自清洗冷凝脱液过滤罐，二级过滤为纸介过滤器，三级过滤为自清洗三通过滤器，四级过滤为分子筛过滤器；各级过滤装置之间与管路和多个阀门相接；

所述一级过滤的冷却罐底部连接球阀，冷却罐的下部侧边设置有与自动排液阀连接的溢液口；所述自清洗冷凝脱液过滤罐底部为泥浆沉淀区，泥浆沉淀区上部的罐体上设置与自动排液阀连接的溢液口，泥浆沉淀区的底部连接球阀；所述自清洗冷凝脱液过滤罐的中部为热交换器，其由多根竖直安装的内抛光的超薄壁毛细管组成，毛细管的下部和样品采集管路相接，毛细管的上部和自清洗冷凝脱液过滤罐顶部的出气口相接；自清洗冷凝脱液过滤罐的顶部设置反吹阀；所述热交换器外部与旋风致冷器的出风口相对；

所述智能温度控制装置由设置在自清洗冷凝脱液过滤罐的顶部的温度传感器和温度控制器、电磁阀组成，与温度传感器相连的温度控制器控制与旋风致冷器连接的电磁阀的开断。

所述二级和三级过滤之间设置气动隔膜增压泵。

所述三级过滤的过滤器的旁通出口连接流量计。

所述四级过滤的过滤器出口连接流量计。

所述二级过滤采用两个10μm纸介过滤器并连的冗余结构。

所述四级过滤设计为冗余结构；前半部分过滤器选用选择性3μm分子膜过滤器，后半部分过滤器选用5A分子筛化学干燥过滤器。

所述一级过滤的自清洗冷凝脱液过滤罐前还依次设置有自冷管、冷却罐，自冷管的进气口和样品采集管路相接，出气口和冷却罐的下部相连，冷却罐的上部出气口与自清洗冷凝脱液过滤罐的热交换器毛细管的下部相连，冷却罐底部连接球阀，冷却罐的下部侧边设置有与自动排液阀连接的溢液口。

由温度传感器和温控器、电磁阀组成的温控装置，实现了可调节的温度控制和致冷器冷风量的智能控制。温控器根据温度传感器监测的煤气样品出口温度，开启和关闭电磁阀，当温度传感器监测的煤气样品出口温度过高，自动加大降温力度，反之则降低降温力度，确保样品出口温度保持在一定的可靠范围之中。

采用以上结构的煤气化装置在线分析样品预处理系统，煤气化样品进入一级过滤的自清洗冷凝脱液过滤罐的超薄壁毛细管的下部进行热交换，经过旋风致冷器零下20℃的风冷，样品中的水冷凝后顺着毛细管的内壁流入罐体底部，水中溶解的粉尘泥浆也随之被冲刷到罐体底部，达到自清洗的作用，泥浆沉淀区的下部分别与自动排液阀和球阀相连，流入泥浆沉淀区的水较多后，从泥浆沉淀区上部罐体的溢液口溢出从自动排液阀排出，当沉积的泥浆较多时，开启球阀，将泥浆排出，可防止泥浆堵塞自动排液阀；为防止冷风过量而引起热交换罐内的样品管线结冰，在罐体顶部的出口装有与蒸汽管或氮气连接的反吹阀，当样品传输管线堵塞时，可打开阀门对管线进行吹扫，确保管路畅通。

完成一级过滤被降温除尘除水的煤气化样品从自清洗冷凝脱液过滤罐的顶部出气口进入到二级过滤，经过纸介滤器的过滤后，样品经增压泵加压进入到三级过滤，最后进入四级分子筛过滤器。其中二级和四级过滤均考虑了维护保养的需要，采用了冗余结构，当过滤器消耗件经过长时间使用需要更换时，可以不用停工，只需启用备用的另一套过滤器就可以保证分析正常进行。经过多级降温、除水除尘过滤的煤气化样品，可以确保达到进入分析仪器前的温度、含水量和含尘量的要求。