专利名称：一种应用在硫磺比值测量中的采样探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采样探头，特别涉及一种应用在硫磺比值测量中的采样探头。
背景技术：
在工业生产过程中，会产生或使用很多气体，对上述气体进行在线分析对 于实现生产工艺优化、安全控制或环保排放控制至关重要。例如在克劳斯硫磺 回收工艺中，为了使硫磺回收达到最佳效果，需要测量管道内硫化氢和二氧化
硫气体的摩尔比，并将测量结果反馈到DCS，从而控制进气量，使所述摩尔比 为2:1。
通常使用热法测量硫磺比值，如Brimstone公司采用的方式，如图1所示， 使用探头52取样被测管道51中的含硫气体，后经过较长的气体管线通到复杂 的预处理装置53去除其中的硫蒸气，然后通入测量室54中测量，测量室54的 两侧安装光电器件。所述系统是在测量室54的下游安装射流泵6，从而抽出被 测管道51内的含硫气体。所述射流泵6包括吸入气通道61 、喷射气通道63和 入射气通道62，所述入射气通道62和喷射气通道63同线，而吸入气通道61和 喷射气通道63的夹角为90。。为了减少气路冷凝硫堵塞的危险，还需要把气路 (包括气体管线、预处理系统、测量室、射流泵等，还包括系统中的调零和标 定用气体管线)中的部件加热到较高温度，如15(TC。
上述技术方案主要具有以下不足
1、 利用分离的部件实现含硫气体的采样、管线传输、硫蒸气过滤、浓度分 析、最后排回管道，并采用全程伴热，结构复杂，可靠性低。
2、 射流泵的吸入气通道与喷射气通道的夹角为90。，气体中残留的硫易堵 塞射流泵，造成系统无法正常采样。
3、 被测管道内的气体要经过较长的气体管道才能通入测量室，响应速度低。
4、 成本高，诸多的部件提高了生产成本；为了使用射流泵，还要配备专门
的高压气源，提高了使用成本。
5、工程维护量大，需要定期维护所述过滤器拆下过滤器并清洗，之后再 安装上，过程复杂，耗时长。
为了解决上述技术方案中结构复杂、响应速度低的不足，申请号为
200710068291.8的中国专利披露了一种在位式硫磺比值仪，如图2所示。所述 比值仪包括测量头以及与之相连接的采样管ll，测量头内设有测量室18，采样 管内设置进气管13和出气管14。测量室18连接进气管和出气管，连接测量室 和出气管的通道上安装射流装置所述射流装置的入射气通道15与吸入气通道 16间的夹角为锐角，吸入气通道16和出射气通道17共线。
上述射流装置把管道内的含硫气体抽送到测量室18内，之后再送回管道内。 所述射流装置只是一定程度上减缓了管路中硫的集结，所述比值仪可连续工作 的时间也不会超过10天；再有，射流装置中使用的高压引流气体提高了运行成 本。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术中的上述不足，提供了一种连续工作时 间长、成本低、维护量小的应用在硫磺比值测量中的采样探头。 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，包括安装在含硫气体管道上的采 样管、气体室和回样管，所述采样管、气体室和回样管的内部连通，形成流路; 所述采样管的管口迎着所述管道内含硫气体的流向，所述回样管的管口处于所 述管道内。
作为优选，所述流路的水力直径的最小值大于或等于2mm。 作为优选，所述回样管的水力直径的最小值大于所述采样管的水力直径的 最小值。
作为优选，所述采样管的管口是楔形。
作为优选，回样管的管口背对于所述管道内含硫气体的流向。 作为优选，所述采样管的一端安装调节含硫气体进气速度的调节装置。 作为优选，所述调节装置是可调节的挡气片。
作为优选，所述回样管安装在所述采样管内。
本实用新型的基本原理是采用冷法采样，也即在管道内含硫气体具有 流速的情况下，利用采样管管口与回样管管口间的压力差，通过动压取样法实 现对含硫气体的采样，无需动力部件；通过合理设计流路的水力直径(四倍的 截面积除以湿周称为流路的水力直径)的最小值，使采样探头可连续工作的时 间变长，同时响应时间也较小。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果-
1、 连续工作时间长，动压取样法的采用有助于含硫气体的流通，降低了发 生堵塞的时间，大量的实验表明，防堵效果好，可连续工作时间超过20天。
2、 依靠本设计，使具有流速的含硫气体自行进入所述气体室内，并通过回 样管回流到管道内，节省了高压气体，降低了运行成本。
3、 维护量小，无需使用过滤器、射流泵，也就无需维护上述器件。
图1是一种现有硫磺比值测量系统的结构示意图； 图2是另一种现有硫磺比值测量系统的结构示意图； 图3是本实用新型实施例1中的采样探头的结构示意图； 图4是本实用新型实施例2中的采样探头的结构示意图； 图5是本实用新型实施例3中的采样探头的结构示意图； 图6是本实用新型实施例4中的采样探头的结构示意图； 图7是本实用新型实施例5、 6中的采样探头的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详尽描述。 实施例1:
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，如图3所示，包括采样管2、气体 室3和回样管4。
所述采样管2和回样管4安装在含硫气体管道1上，并共同连接气体室3; 所述采样管2、气体室3和回样管4的内部连通，形成流路，所述流路的水力直 径的最小值为2mm:所述采样管2的水力直径的最小值为2mm，也即图示22
部分，所述回样管4的水力直径的最小值为4mm，所述气体室的水力直径的最 小值为15mm;所述采样管2的管口 21是楔形，并迎着管道1内含硫气体的流 向，而回样管4的管口 41则背对着管道1内含硫气体的流向。
上述采样探头的工作方式为管道1内的含硫气体具备常规的流速，如5m/s, 从而在所述采样管l的管口21和回样管4的管口41间产生压力差。因此，含 硫气体以一定的流速通过采样管2进入所述气体室3，并通过所述回样管4回流 到管道l内，气体室3内不断得到置换的含硫气体则能够用于测量。 实施例2:
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，如图4所示，与实施例l不同的
是
1、 采样管2的管口安装用于调节含硫气体进气速度的调节装置23:可沿所
述采样管2伸縮的挡气片；
2、 所述流路的水力直径的最小值为7mm:所述采样管2的水力直径的最小 值为7mm，所述回样管4的水力直径的最小值为9mm，所述气体室3的水力直 径的最小值为20mm。
上述采样探头的工作方式与实施例l不同的是，可以通过调整所述档气片 的伸縮去控制含硫气体的进气速度，以适应不同的工况。 实施例3:
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，如图5所示，与实施例l不同的
是
1、 采样管2的管口21采用缺口形状，回样管4的管口41平行于含硫气体 的流向；
2、 所述流路的水力直径的最小值为15mm:所述采样管2的水力直径的最 小值为20mm，所述回样管4的水力直径的最小值为30mm,所述气体室3的水 力直径的最小值为20mm。
上述采样探头的工作方式与实施例1相同。 实施例4:
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，如图6所示，与实施例3不同的
是
1、 回样管4的管口41是楔形(楔角为89。)，并迎着含硫气体的流向；
2、 所述流路的水力直径的最小值为20mm:所述采样管2的水力直径的最 小值为30mm，所述回样管4的水力直径的最小值为30mm，所述气体室3的水 力直径的最小值为20mm。
上述采样探头的工作方式与实施例3相同。
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，如图7所示，与实施例l不同的
是
1 、所述回样管4安装在所述采样管2内，
2、所述流路的水力直径的最小值为8mm:所述气体室3上的进气孔31的 水力直径为8mm，所述采样管2的水力直径为50mm，所述回样管4的水力直 径的最小值为18mm，所述气体室3内的水力直径的最小值为20mm。
上述采样探头的工作方式为管道l内的含硫气体具备常规的流速，从而 在所述采样管l的管口21和回样管4的管口41间产生压力差。因此，含硫气 体以一定的流速通过采样管2、进气孔31讲入所述气体宰3，并诵讨所沭问样 管4回流到管道1内，气体室3内不断得到置换的含硫气体则能够用于测量。 实施例6:
一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，与实施例5不同的是所述流路 的水力直径的最小值为llmm:所述气体室上的进气孔的水力直径为llmm，所 述采样管的水力直径为35mm,所述回样管的水力直径的最小值为15mm，所述 气体室内的水力直径的最小值为30mm。
上述采样探头的工作方式与实施例5相同。
大量的现场实验表明，采用本发明技术方案的采样探头应用在硫磺比值仪 中时，可连续工作的时间均超过20天，而且响应时间也能很好地满足客户的需 求。
需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本实用新型保护范围的限制。 本实用新型的关键是，采样管的管口迎着气流的方向，采样管、气体室和回样
管的内部连通，形成流路；管道内具有一定流速的含硫气体自行进入所述气体
室内。在不脱离本实用新型精神的情况下，对本实用新型作出的任何形式的改 变均应落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，包括采样管、气体室和回样管，所述采样管安装在含硫气体管道上；所述采样管、气体室和回样管的内部连通，形成流路；所述采样管的管口迎着所述管道内含硫气体的流向，所述回样管的管口处于所述管道内。
2、 根据权利要求1所述的采样探头，其特征在于所述流路的水力直径的 最小值大于或等于2mm。
3、 根据权利要求2所述的采样探头，其特征在于所述回样管的水力直径 的最小值大于所述采样管的水力直径的最小值。
4、 根据权利要求1或2或3所述的采样探头，其特征在于所述采样管的管口是楔形。
5、 根据权利要求1或2或3所述的采样探头，其特征在于回样管的管口 背对于所述管道内含硫气体的流向。
6、 根据权利要求1或2或3所述的采样探头，其特征在于所述采样管的一端安装调节含硫气体进气速度的调节装置。
7、 根据权利要求6所述的采样探头，其特征在于所述调节装置是可调节的挡气片。
8、 根据权利要求1或2或3所述的采样探头，其特征在于所述回样管安 装在所述采样管内。
专利摘要本实用新型公开了一种应用在硫磺比值测量中的采样探头，包括安装在含硫气体管道上的采样管、气体室和回样管，所述采样管、气体室和回样管的内部连通，形成流路；所述采样管的管口迎着所述管道内含硫气体的流向，所述回样管的管口处于所述管道内。本实用新型结构简单、可连续工作时间长、成本低、响应时间短、不会污染管道内的气体。
文档编号G01N1/24GK201210123SQ20082008816
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月17日 优先权日2008年6月17日
发明者李增珍 申请人:王 健