[发明专利]用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线实时监测系统，尤其涉及一种在线分析系统，用于氨合成入口CO气体含量的实时监测。

背景技术

氨合成生产过程中，催化剂是其主要的合成媒介物，催化剂的活性程度直接影响氨的产量，但催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至破坏，这种现象称为催化剂中毒，一般认为由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。例如，对于合成氨反应中的铁催化剂，CO、CO2、O2和水蒸气等都能引起催化剂中毒，即使纯净的氢、氮混合气体能够恢复其活性，但催化剂的性能会严重下降。因此，需要对氨合成入口气体成分进行实时监测，防止催化剂中毒，从而保证氨合成系统高效稳定运行。

目前，大多合成氨厂家对氨合成入口气体的检测方法主要为离线采样后到实验室进行检测以及前工段控制法，这不仅不能实时监测，而且误差也很高。因此需要针对这些方面构建专门的检测处理系统。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统，对氨合成入口气体CO含量及时进行处理和分析。

本发明的另一个目的是提供一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析方法，对氨合成入口气体CO含量及时进行处理和分析。

本发明所采用的技术方案如下：

用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统，包括依次连接的取样单元、预处理单元、分析单元和标定单元。

取样单元包括双法兰高压截止阀、水封、第一球阀和第二球阀，所述的第一球阀装在进入水封的管线上，所述的第二球阀装在水封出口管线上。22MPa的新鲜气经双法兰截止阀减压后，再经过球阀进去水封，保证气体的稳定性。

预处理单元包括依次连接的水洗瓶、干燥器、脱硫器和过滤器。其中，水洗瓶用于除去气体中颗粒大的颗粒和气体中的其他液体；干燥器用于去除气体中的水分；脱硫器用于除去气体中的硫氧化物、H₂S等有害气体；过滤器采用聚苯乙烯薄膜过滤芯，用于二次精细过滤，除去小颗粒粉尘。

分析单元包括依次连接的稳压阀、压力表、四通阀、流量计与气体分析仪。稳压阀采用锥形阀芯式，对入口压力有自我调节功能，然后经四通阀与流量计进入气体分析仪。

为了便于分析单元中气体分析仪的在线标定，本发明用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统还包括标定单元。标定单元与分析单元相连。

标定单元包括带有减压阀的零点标准气瓶和带有减压阀的量程标准气瓶。零点标准气瓶和量程标准气瓶分别通过其带有的减压阀与分析单元的四通阀连接，在需要校准气体分析仪时，通过四通阀进行切换。

本发明还公开一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析方法，包括如下步骤：

1)气体取样：22MPa的新鲜气经双法兰截止阀减压后，经过球阀进去水封；

2)气体预处理：水封过来的气体依次通入水洗瓶、干燥器、脱硫器和过滤器；

3)气体分析：采样气体经步骤2)处理后，通入稳压阀进行压力调节，再由四通阀送入流量计进行气体流量调节，最后进入气体分析仪器。

为了便于气体分析仪的在线标定，本发明用于氨合成入口CO气体检测的在线分析方法还包括气体标定步骤。通过四通阀的切换，零点标准气瓶或量程标准气瓶中的气体与管路连通，对气体分析仪进行校准。

本发明气体分析仪选择红外线气体分析仪。

本发明技术方案实现的有益效果：

本发明公开的一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统，包括依次连接的取样单元、预处理单元、分析单元和标定单元。采样后的气体自动进行水洗、干燥、脱硫、精细过滤、流量计量与定量分析。还通过在分析单元连接的标准气体对气体分析仪进行零点校准与量程标定，实现了分析系统在线标定。本发明还公开了一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析方法。通过本发明的在线分析系统可实现对氨合成入口气CO含量的准确、可靠、在线检测与分析。

本发明公开的一种用于氨合成入口CO气体检测的在线分析方法，包括气体采样、气体预处理和气体分析等步骤。22MPa的新鲜气经双法兰高压截止阀减压后，经过球阀进去水封，保证了气体的稳定性。预处理单元和气体分析前的再处理步骤使气体检测数据更准确和可靠。通过四通阀的切换，实现了对气体分析仪的在线标定，简化了标定过程，提高了监测过程连续性。

附图说明

图1为本发明用于氨合成入口CO气体检测的在线分析系统一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的技术方案。