专利名称：煤焦化防爆取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于煤焦化领域内的取样装置，它是具有 除焦油、除苯、除萘、除尘、自动清洗、自动排液功能的取样装置。
技术背景由于中国煤炭资源丰富，以煤为资源的煤化工市场庞大，而在以 煤制气及精炼过程中，其气体含有焦油、苯、萘等低沸点物以及硫化 物，背景气份复杂，条件恶劣，所以将其气体准确的测出来指导电捕 焦、干熄焦等工艺安全可靠运行，就显得至关重要，国内有很多此类 事故发生，主要是分析系统作为一种直接，快速的检测手段未发挥其 应有功能。国内外分析仪器厂家一直将该领域的分析系统研究作为科 技攻关难题之一，研究方法有很多种，如蒸汽射流取样法、水洗取样 法、全干法取样法、稀释取样法，直接采样法取样以及采用化学方法(如煤油、98%H2S04)取样，均应用不太理想，主要表现为系统过于复 杂，分离元件多、滞后时间长、结晶物易堵塞分析管路等，导致系统 不能正常运行。 发明内容本实用新型的目的则是针对上述现有技术的不足，提供一种在可 有效除焦油、除苯、除萘、除尘且具有自动清洗、自动排液功能的煤 焦化防爆取样装置。本实用新型的目的可以通过以下措施来实现-一种煤焦化防爆取样装置，其特征是它包括有等动力取样管8、 水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器，等动力取样管8通过安装球 阀7与水冷除焦油过滤器中的除焦油样气列管4下端连通连接，水冷 除焦油过滤器还包括有设置在除焦油样气列管4外围的除焦油过滤器 外管5，它与除焦油样气列管4之间形成除焦油冷却腔9，除焦油冷却腔9上连接有自动进水装置的进水管和出水管；除焦油样气列管4的 上端连接水雾除苯萘过滤器中苯萘过滤器多层筛网12下方的苯萘过 滤器下托架14，苯萘过滤器多层筛网12的上方设有气水分离器下托 架14及其上的气水分离器多层筛网15，水雾除苯萘过滤器的上端连 接蒸汽管27，蒸汽管27上连接有取样管，取样管与分析设备连接， 在水雾除苯过滤器的底部设有自动排液管21，在上述的苯萘过滤器多 层筛网12与气水分离器多层筛网15之间还设有用来喷洒水雾的水雾 喷射管19。
所述的苯萘过滤器多层筛网12上设有苯萘过滤器上托架13，气 水分离器多层筛网15上设有气水分离器上托架16，它们与苯萘过滤 器多层筛网12和气水分离器多层筛网15均设置在密封的除焦油过滤 器5内，使水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器呈一体化。
所述的自动进水装置包括致冷器1和微流泵2，微流泵2设置在 一端连接致冷器1另一端连接除焦油冷却腔9的冷却介质管路3上， 除焦油冷却腔9内还设有另一根与致冷器1连接的冷却介质回流管路 33。
所述的水雾喷射管19 一端设置在苯萘过滤器多层筛网12和气水 分离器多层筛网15之间，另一端与水雾除苯萘过滤器外的气水分离器 18的出水口连接，气水分离器18的进水口上设有自动进水阀17，气 水分离器18的靠上部还设有排气阀20。
所述自动排液管21 —端与水雾除苯萘过滤器连接，另一端连接稳 压罐22，稳压罐22的靠底部设有排液管，排液管上设有自动排液阀 23，溢流管24—端连接稳压罐22的靠上部，另一端连接排液管，上 述的自动排液阀23设置在排液管与溢流管24的连接点到稳压罐22这 段的排液管管体上。
所述的除焦油冷却腔9内设有检测致冷温度的温度传感器30。 所述的蒸汽管27出口处设有检测样气温度的湿度传感器31。 所述的气水分离器18装在附近高于取样装置的位置。 所述的稳压罐22装在低于取样装置2米的下方。 所述的致冷器1、微流泵2及装置样气出口处的各阀门部件均设置在各自的正压控制箱29内，正压控制箱29上设有空气调压阀28。 本实用新型具有除焦油效率高，运行可靠的特点。同时，除湿器、
微流水泵、以及电动阀，PLC均装在防爆箱内，采用正压吹扫方式防
爆，来保证整个装置的防爆安全。
图1为本实用新型的结构示意图。
附图中，1、致冷器；2、微流泵；3、冷却介质管路；4、除焦油 样气列管；5、除焦油过滤器外管；6、连接法兰；7、安装球阀；8、 取样管；9、除焦油冷却腔；10、焦炉煤气；11、苯萘过滤器下托架； 12、苯萘过滤器多层筛网；13、苯萘过滤器上托架；14、气水分离器 下托架；15、气水分离器多层筛网；16、气水分离器上托架；17、自 动进水阀；18、气水分离器；19、水雾喷射管；20、排气阀；21、自 动排液管；22、稳压罐；23、排液阀；24、溢流管；25、蒸汽阀；26、 取样阀；27、蒸汽管；28、空气调压阀；29、正压控制箱；30、温度 传感器；31、湿度传感器；32、压力传感器；33、冷却介质回流管路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步地说明
如图1所示，本实用新型垂直安装在管道上，它包括有等动力取
样管8、水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器，等动力取样管8通 过安装球阀7与水冷除焦油过滤器中的除焦油样气列管4下端的连接 法兰6连接从而实现与除焦油样气列管4的连通连接。等动力取样管 8上匀布有光滑采样孔，其采样孔面积总和《采样管内径，采集平均 样气。水冷除焦油过滤器还包括有设置在除焦油样气列管4外围的除 焦油过滤器外管5，它与除焦油样气列管4之间形成除焦油冷却腔9， 除焦油冷却腔9上连接有自动进水装置的进水管和出水管。水冷除焦 油过滤器的冷却介质为蒸馏水，冷却温度为5-l(TC，最高<20°。，冷
却方式为压縮机冷却或半导体冷却，并有微流水泵作内循环，其冷却 原理是用焦油在该温度下易液化的特点，将焦油由气态变为液态析出。 除焦油样气列管4的上端连接水雾除苯萘过滤器中苯萘过滤器多层筛网12下方的苯萘过滤器下托架14，苯萘过滤器多层筛网12的上方设 有气水分离器下托架14及其上的气水分离器多层筛网15，水雾除苯 萘过滤器的上端连接蒸汽管27，蒸汽管27上连接有取样管，取样管 与分析设备连接，在水雾除苯过滤器的底部设有自动排液管21，在上 述的苯萘过滤器多层筛网12与气水分离器多层筛网15之间还设有用 来喷洒水雾的水雾喷射管19。水雾除苯萘过滤的是利用苯、萘遇水降 温后易结晶析出的特性，使之析出结晶物留在苯萘过滤器多层筛网12 内，同时也将粉尘洗涤出来。
本实用新型的苯萘过滤器多层筛网12上设有苯萘过滤器上托架 13，气水分离器多层筛网15上设有气水分离器上托架16，它们与苯 萘过滤器多层筛网12和气水分离器多层筛网15均设置在密封的除焦 油过滤器5内，使水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器呈一体化。
本实用新型的自动进水装置包括致冷器1和微流泵2，微流泵2 设置在一端连接致冷器1另一端连接除焦油冷却腔9的冷却介质管路 3上，除焦油冷却腔9内还设有另一根与致冷器1连接的冷却介质回 流管路33。冷却水经过致冷器2冷却后，通过微流泵2从冷却介质管 道3送到除焦油冷却腔9内，再通过冷却介质回流管路33回至致冷器 1内。
本实用新型的水雾喷射管19 一端设置在苯萘过滤器多层筛网12 和气水分离器多层筛网15之间，另一端与水雾除苯萘过滤器外的气水 分离器18的出水口连接，气水分离器18的进水口上设有自动进水阀 17，气水分离器18的靠上部还设有排气阀20。在气水分离器18内设 有憎水性材质，使含饱和水汽的样气经过时，气从憎水性网状物质内 通，水析出并受重力作用返回苯萘过滤器上托架13、苯萘过滤器多层 筛网12内，而获取干燥气体。
本实用新型自动排液管21 —端与水雾除苯萘过滤器连接，另一端 连接稳压罐22,稳压罐22的靠底部设有排液管，排液管上设有自动 排液阀23，溢流管24—端连接稳压罐22的靠上部，另一端连接排液 管，上述的自动排液阀23设置在排液管与溢流管24的连接点到稳压 罐22这段的排液管管体上。溢流管24利用压差来溢流排水。工业用水经自动进水阀17进入气水分离器18，由水雾喷射管19 向苯萘过滤器多层筛网12喷水过滤有害物质，喷出的水再经自动排液 管21进入稳压罐22，经溢流管24排出。稳压罐22内的油污通过定 期打开排液阀23清洗。 -
本实用新型的除焦油冷却腔9内设有检测致冷温度的温度传感器 30，蒸汽管27出口处设有检测样气温度的湿度传感器31。蒸汽管27 上还设有压力传感器32，用于检测蒸汽压力，保证吹扫效果。多个传 感器预警装置可在有局部部件运行不畅时，能通过诊断来及时调整。
本实用新型的气水分离器18装在附近高于取样装置的位置，稳压 罐22装在低于取样装置2米的下方。
由于所处的环境要求防爆，所有的电动部分都放在正压控制箱29 内，该防爆箱是通过空气调压阀28向箱内通气以保证箱内正压达到防 爆目的，如致冷器1、微流泵2及装置样气出口处的各阀门部件均设 置在各自的正压控制箱29内，正压控制箱29上设有空气调压阀28。 压縮空气经空气调压阀28进入正压控制箱29，通过洁净空气在箱内 形成正压，使外界爆炸性气体不进入箱内，达到安全作用，同时吹扫 气还起对箱体内部过热时的冷却作用。
本实用新型的工作原理及过程如下
在取样分析时蒸汽阀25关，取样阀26开，预警检测装置检测 取样装置处正常工作状态时样气从等动力取样管8经安装球阀7进入 水冷除焦油过滤器，水冷除焦油过滤器受外部的致冷器1持续冷却作 用，处于5-l(TC范围内，此时样气在除焦油样气列管4内即经除焦油 冷却腔9冷却后温度变为5-10°C。由于低温、低沸点物焦油液化析出， 并随粉尘附着在除焦油样气列管4的内壁，除去焦油以后的烟气进入 萘苯过滤多层筛网12，由于水雾喷射管19的水洗作用，苯萘在苯萘 过滤器多层筛网12内形成结晶物附着在筛网腔内，由于水雾与气充分 接触避免了传统湿法水洗只能洗去气泡表面，对于样气在水中形成的 气泡内核无法清洗的缺陷，除茶萘效率高，整个装置除苯萘效率可达 100%。富含水气的样气顺序进入气水分离器多层筛网15，由于气水分离器多层筛网15为憎水性物质，水气在上面冷凝并受重力作用返回， 经自动排液管21自动排液进稳压罐22。
本实用新型中样气的流路路径为
采样时，焦炉煤气IO—从等动力取样管8—安装球阀7—除焦油 样气列管4一苯萘过滤器下托架ll一苯萘过滤器多层筛网12—苯萘过 滤器上托架13—气水分离器下托架14一气水分离器多层筛网15—气 水分离器上托架16—取样阀26，经过上述除焦油、除苯、除萘、除水、 除粉尘后的洁净气体进入下道分析工序。
反吹时流路正好相反，蒸汽阀25开，取样阀26关，利用蒸汽的 热能将析出的焦油、苯、萘等汽化，反吹回烟道，这样过滤器就能多 次重复使用。反吹路径为蒸汽管27—蒸汽阀25—气水分离器上托架 16—气水分离器多层筛网15—气水分离器下托架14一苯萘过滤器上 托架13—苯萘过滤器多层筛网12—苯萘过滤器下托架ll一除焦油样 气列管4一安装球阀7—从等动力取样管8，逆向将杂质气化吹扫进入 原管道。
在分析、反吹时，其自动进水装置和自动排液装置在持续工作， 不受分析、反吹影响，利用重力和压差来达到自动进水和排液。
本实用新型中涉及的其它未说明部分均采用现有技术或利用现有 技术加以实现。
权利要求1、一种煤焦化防爆取样装置，其特征是它包括有等动力取样管(8)、水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器，等动力取样管(8)通过安装球阀(7)与水冷除焦油过滤器中的除焦油样气列管(4)下端连通连接，水冷除焦油过滤器还包括有设置在除焦油样气列管(4)外围的除焦油过滤器外管(5)，它与除焦油样气列管(4)之间形成除焦油冷却腔(9)，除焦油冷却腔(9)上连接有自动进水装置的进水管和出水管；除焦油样气列管(4)的上端连接水雾除苯萘过滤器中苯萘过滤器多层筛网(12)下方的苯萘过滤器下托架(14)，苯萘过滤器多层筛网(12)的上方设有气水分离器下托架(14)及其上的气水分离器多层筛网(15)，水雾除苯萘过滤器的上端连接蒸汽管(27)，蒸汽管(27)上连接有取样管，取样管与分析设备连接，在水雾除苯过滤器的底部设有自动排液管(21)，在上述的苯萘过滤器多层筛网(12)与气水分离器多层筛网(15)之间还设有用来喷洒水雾的水雾喷射管(19)。
2、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的苯 萘过滤器多层筛网(12)上设有苯萘过滤器上托架(13)，气水分离器 多层筛网(15)上设有气水分离器上托架(16)，它们与苯萘过滤器多 层筛网(12)和气水分离器多层筛网(15)均设置在密封的除焦油过 滤器(5)内，使水冷除焦油过滤器和水雾除苯萘过滤器呈一体化。
3、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的自 动进水装置包括致冷器(1)和微流泵(2)，微流泵(2)设置在一端 连接致冷器(1)另一端连接除焦油冷却腔(9)的冷却介质管路(3) 上，除焦油冷却腔(9)内还设有另一根与致冷器(1)连接的冷却介 质回流管路(33)。
4、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的水 雾喷射管(19) 一端设置在苯萘过滤器多层筛网(12)和气水分离器 多层筛网(15)之间，另一端与水雾除苯萘过滤器外的气水分离器(18) 的出水口连接，气水分离器(18)的进水口上设有自动进水阀(17)， 气水分离器(18)的靠上部还设有排气阀(20)。
5、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述自动 排液管(21) —端与水雾除苯萘过滤器连接，另一端连接稳压罐(22)， 稳压罐(22)的靠底部设有排液管，排液管上设有自动排液阀(23)， 溢流管(24) —端连接稳压罐(22)的靠上部，另一端连接排液管， 上述的自动排液阀(23)设置在排液管与溢流管(24)的连接点到稳 压罐(22)这段的排液管管体上。
6、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的除 焦油冷却腔(9)内设有检测致冷温度的温度传感器(30)。
7、 根据权利要求1所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的蒸 汽管(27)出口处设有检测样气温度的湿度传感器(31)。
8、 根据权利要求4所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的气 水分离器(18)装在附近高于取样装置的位置。
9、 根据权利要求5所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的稳 压罐(22)装在低于取样装置2米的下方。
10、 根据权利要求3所述的煤焦化防爆取样装置，其特征是所述的 致冷器(1)、微流泵(2)及装置样气出口处的各阀门部件均设置在各 自的正压控制箱(29)内，正压控制箱(29)上设有空气调压阀(28)。
专利摘要本实用新型提供了一种针对煤焦化领域中气体富含焦油、苯、萘等高粘度、易结晶的场所而能长期使用不堵塞煤焦化防爆取样装置，其主要部件由等动力取样管、安装球阀、水冷除焦油过滤器、水雾除苯萘过滤器、气水分离器、自动进水及自动排液装置、正压吹扫防爆箱以及传感预警装置等组成。本实用新型具有除焦油效率高，运行可靠的特点，同时，除湿器、微流水泵、以及电动阀、PLC均装在防爆箱内，采用正压吹扫方式防爆，来保证整个装置的防爆安全。
文档编号G01N1/22GK201130119SQ20072004339
公开日2008年10月8日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者赵玉海, 邹海平 申请人:邹海平;赵玉海