[发明专利]蒸汽分解率连续检测法及仪器

说明书

本发明涉及以煤为原料的造气炉入炉蒸汽利用率连续检测方法和仪器。

公知的测量蒸汽分解率的方法是：将煤气中的蒸汽，用蛇形冷凝管冷凝成水，使蒸汽与煤气分离。冷凝水收集于有刻度的玻璃管中，计量其体积，根据冷凝水和余气的体积，以及煤气中氢的含量计算蒸汽分解率。

这是一种手工分析方法，操作十分繁锁，只能断续取样分析，且测量不准确。

至于蒸汽分解率的连续分析，国内外尚无在线分析仪表。经国际联机检索与手检，亦未见有关的专利报导。与此较为接近的使用ZrO₂和MgO的新型高温陶瓷湿度计，因其响应时间长，尚不能用于造气炉的蒸汽分解率测试，日本三鹰工业公司近来开发的氧化锆式高温湿度计，因其原理是基于氧分析，而不适用于水煤气介质。其它各种形式的汽、气比分析装置，或因取样、或因工作温度、响应时间等原因，尚不能有效使用。苏联专利第911284号提出一种用压气机使带有水蒸汽的气体通过压力传感器和控制阀门流量室的方法测定气体中的含水量。试验气体在压气机入口的压力和室内的压力分别用量计测量。还使用一单元阀门控制器提供一预定输入。室内装有饱和溶液的混合物和吸湿块晶体、室内压力测量是在恒温条件下进行的。该专利提出的设备相当复杂，响应时间较慢。从提供66预定输入”的条件考虑，不适应以煤为原料的造气炉的恶劣条件，且维护困难。

本发明的目的在于确立一种自动连续分析以煤为原料的造气炉入炉炉蒸汽利用率的方法和仪器，可对入炉蒸汽利用率进行长期连续、稳定、准确的测量，反应迅速，做到及时测量指示，并输出电讯号，为实现生产自控提供一种有效的检测手段。

本发明的基本思想是，采用恒压差节流取样法稳定取样流量，用固定液位的高差来恒定节流取样咀的压差，让取样后的气体直接通过冷凝水除去水汽，对取样干气流量进行校正，以满足恒流取样的要求，再计算出入炉蒸汽分解率。本发明的方法是：

（1）用恒压差节流取样方法获得流量稳的取样气体，即：将待测气体分别导入一个取样气咀入口和有确定液面高度的液体中，再将所述取样气咀出口的气体导入所述有确定液面高度的液体中，并使所述导入液体中的两路气体在液体的不同深度位置处进入液体，由此使所述取样气咀两端口的气压恒定而获得流量稳定的取样气体;

（2）让取样气体直接通过冷凝水除去水汽而取得干气流;

（3）利用取样温度t₁和取压气咀温度t₂按式（1）

I′＝1+0.0021（t₁-t₂） （1）

取得干气流量的校正值I′;

（4）测出取样干气中的氢含量;

（5）按专门设定的算式（2）计算出待测蒸汽分解率：

φ = I ′× H2IO- I ′( 1 - H 2)( 2 ) ]]>

在上述（1）（2）式中：

φ-蒸汽分解率（%）

I₀-恒流取样预定流量（公升/分钟）

I-取样干气流量（公斤/分钟）

I′-取样干气流量校正值（公升/分钟）

H₂-取样干气中的氢含量（%）

t₁-取样温度（℃）

t₂取压气咀温度（℃）

其整机结构如图1所示：取样气经陶瓷过滤管1及节流阀4后，送到恒压差取样装置，在该装置中，取样气被水冷凝，除去水汽，剩下的干气（I），经汽水分离器29，进一步除去冷凝水，送到氢分仪32，再进入取样干气测量气咀26，而后排入大气。由气咀26的干气流量取压信号，经微差压传感器33转换成电信号，并输入到模拟运算校正指示装置34，与来自取样气咀20和取压气咀26处的温差信号（由热电偶23的冷热端的温差决定），以及氢分仪32的气质信号一起，在模拟运算校准指示器34中，对I进行校正，求出I′，再根据计算式（1）求出对应的蒸汽分解率φ。