一种用于载线激光分析仪的信号接收光学视窗的吹扫方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然气部分氧化制乙炔工艺，尤其涉及天然气部分氧化制乙炔工艺中 氧含量分析仪的载线检测方法中用于载线激光分析仪的信号接收光学视窗的吹扫方法。
【背景技术】
[0002] 天然气部分氧化制乙炔工艺，原料天然气和氧气经过预热后在裂解装置核心设备 乙炔炉中发生部分氧化反应生成裂化气，裂化气经除尘处理后离开乙炔炉，在乙炔炉下游 的压缩装置，将裂化气压缩至1. 1MPa，压缩后的裂化气进入提浓装置，裂化气在提浓装置 通过溶剂（NMP)的选择性吸收被分离成三种气体混合物：乙炔、尾气和高级炔烃气体(简称 HA)。乙炔被回收达到至少99. 10%的纯度，作为产品送到下游的聚乙烯醇车间做原料。尾 气中含有难溶于吸收剂的气体，除了甲烷、二氧化碳、乙烯和氮气外，主要是氢气和一氧化 碳，作为产品送到下游的甲醇车间做原料。
[0003] 从裂解装置乙炔炉出来的裂化气中所含碳黑量很高，在这种情况下不能用于进一 步加工。所以，在电滤器中使碳黑除到10mg/m3以下。电滤器安有施加负电压的放电电极。 沉淀电极排列在放电电极之间，被高压电电离了的水滴所包围的碳黑就沉淀在电极上。然 后从电滤器顶部通过冲水将炭黑除去。
[0004] 为确保装置的安全稳定运行，在裂解装置电滤器出口设置载线氧含量分析仪，实 时对裂化气中的氧含量进行监测。由于天然气部分氧化制乙炔裂解装置生产的裂化气中含 有较大量的粉尘和聚合物，以前所采用的常规氧含量分析仪需要一个预处理系统对样品气 进行处理，然后再进行分析，导致预处理系统经常出现取样管道堵塞的问题，需要仪分人 员每天对每个取样管至少疏通一次，造成仪分人员工作量非常大，由此带来的人为误操作 概率、设备的运行维护费及故障率都较高。更重要的是采样预处理系统工艺气体流通时间 长，引起整个载线分析系统响应时间严重延迟，使测量结果不能实时的反应被测介质中的 真实氧含量，对实际生产的指导性不强，存在潜在安全隐患。
[0005] 载线激光分析仪作为一种新型的检测仪器，用激光能量被气体分子"选频"吸收形 成吸收光谱的原理来测量气体浓度。半导体激光在线气体分析仪采用可调谐半导体激光吸 收光谱技术，较好地解决背景气体的交叉干扰和粉尘污染对测量的干扰，具有无需采样预 处理系统、现场安装测量、测量精度高、响应速度快等优点。广泛用于钢铁冶金、石油化工、 生化制药、环境保护、航空航天及其他需要进行气体检测分析的场合。
[0006] 载线激光分析仪主要由发射单元、接收单元和中央分析仪器三部分构成，发射单 元发出的激光束穿过被测管道，被安装在直径相对方向上的接收单元中的传感器接收，获 得的测量信号通过线缆传输到中央分析仪器。中央分析仪器对测量信号进行分析，得到被 测气体浓度。激光氧分析仪设备较简单，便于维护，并且在设计上有防堵的吹扫氮气，保证 检测系统光学接收视窗的清洁。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提出一种用于载线激光分析仪的信号接收光学视窗的吹扫方 法，保证激光分析仪稳定运行的情况下，实现对其清洁处理过程，同时确保工艺介质不受外 界气质的影响，保证下游装置的产品质量氮气含量不超标。
[0008] 为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种用于载线激光分析仪的信号接收光 学视窗的吹扫方法，采用吹扫气对载线激光分析仪的信号接收光学视窗进行吹扫，其特征 在于：所述吹扫气中包括炔烃气体、N2、02和C0,其中02含量低于0. 10%，CH4含量低于4%。
[0009] 所述吹扫气中H2含量为50%~65%，C0含量为20%~35%，CH4含量为3%~4%。
[0010] 所述吹扫气中H2含量为25%~45%，C0含量为35%~55%，CH4含量为2%~3%。
[0011] 所述吹扫气中H2含量为30%~40%，C0含量为40%~60%，CH4含量为3%~4%。
[0012] 所述吹扫气中含有H2 为 60%，C0 为 30%，CH4 为 5%，C2H4 为 0· 25%，N2 为 0· 8%，C02 为 3. 85%，02 为 0· 09%，C2H2 彡 0· 01%。
[0013] 所述吹扫气的流量为12NM3/H。
[0014] 所述吹扫气的吹扫压力为0· 55~0· 65MPa。
[0015] 本发明采用载线激光分析仪消除了带有采样预处理系统的常规载线氧含量分析 仪反应滞后、维护工作量大的缺点，保证了工艺运行的安、稳、长运行，提高自动控制和管理 水平，有利于控制非计划停车，减少备品、备件的费用，减少仪分人员的维护工作量。同时能 较好地解决背景气体的交叉干扰和粉尘污染对测量的干扰，达到测量精度高、响应速度快 的目的。
[0016] 利用激光能量被气体分子"选频"吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。采 用可调谐半导体激光吸收光谱技术，较好地解决背景气体的交叉干扰和粉尘污染对测量的 干扰，具有无需采样预处理系统、现场安装测量、测量精度高、响应速度快等优点。
[0017] 通过与原有的分析仪的效果比较可以得出： ①激光分析仪精度高，检测灵敏高。反应出的情况更接近真实值，能够更有效的保证生 产的安全运行。
[0018] ②激光分析仪不需要预处理系统，运行周期长。激光氧分析仪设备较简单，便于 维护，并且在设计上有防堵的吹扫气，保证了检测系统的清洁。
[0019] ③激光检测分析仪运行平稳。
[0020] ④由于仪器中无运动部件和消耗部件，维护和标定工作量非常少。该分析仪运行 较稳定，减少了校表过程中发生事故的风险性。
[0021] ⑤安装检修简单，它直接在过程气体管道相对的两侧开两个圆孔并焊接两个 DN50焊接法兰，将根部阀和仪器法兰安装到焊接法兰上，发射单元和接收单元及中央分析 仪通过自身锁箍安装到仪器法兰上。
[0022] ⑥维护和标定简单实用。维护时，只需关闭根部阀，拧下锁箍，擦净光学视窗后再 拧上锁箍即可。标定时，只需关闭根部阀，拧下锁箍，将发射单元和接收单元安装在标定管 上，通入标气，操作中央分析仪器或PC功能菜单即可完成标定。
[0023] 本发明中确保了激光分析仪透过率维持在90%以上，对光学视窗进行清洁处理， 保证了工艺介质中的炭黑粉尘，水滴不会沉积在激光分析仪光学信号接收视窗上。通过对 吹扫气源的选择，既确保激光分析仪的稳定运行，又不将外部气体带入工艺气质内而影响 产品质量。
【附图说明】
[0024] 图1为本