專利名稱：間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于檢測設備技術領域，具體涉及ー種應用于間歇式循環(huán)制氣エ藝的氣體在線采樣預處理方法和設備，可應用于燃氣、化工、石化等行業(yè)間歇式循環(huán)制氣エ藝對應的氣體成分檢測。
背景技術：
分析儀表特別是在線式分析儀表在エ業(yè)生產過程中的應用是未來檢測設備領域的發(fā)展趨勢，近年來國際上對氣體成分的在線分析技術正在快速發(fā)展，通過直接測量氣體成分來對反應過程進行控制要比傳統間接測量的方法更加的高效與準確。但是與通用型儀表相比，氣體在線式分析儀表的使用受エ況條件的制約較大，氣體取樣點的正/負壓環(huán)境、樣氣中的水分與粉塵等等都會影響分析儀的正常使用，此外，在線式分析儀表根據檢測原理不同往往還存在一個儀器本身的固有響應時間，因此為了克服環(huán)境及儀器本身的影響需要針對不同エ藝條件設計和配置專用的樣氣處理裝置，要求較高。循環(huán)催化裂化工藝在化工生產過程中是較為重要的一種エ藝，其共性特點是整個生產過程由準備期和生產期循環(huán)交替進行，對于這種生產エ藝場合，如果采用連續(xù)在線式的采樣預處理裝置會存在以下兩點不足，首先是取樣時間受生產期時間與儀器本身響應時間雙重限制，會發(fā)生取氣過慢的情況，分析儀器的供氣量無法得到保證，其次是所取樣氣的成分會受到上ー采集周期樣氣成分干擾。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對循環(huán)催化裂化工藝樣氣取樣處理中的工程難題和現有連續(xù)式取樣技術的不足，提出一種應用于間歇式循環(huán)制氣エ藝的氣體在線采樣預處理方法和裝置，從而使整套裝置維護量小、結構簡單、成本低廉、配置合理。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現一種間歇式循環(huán)制氣エ藝的氣體在線采樣預處理方法，包括以下步驟
(I)排空在排空階段由樣氣排空裝置對樣氣儲存裝置進行排空，使其達到一定的負壓環(huán)境；(2)取樣在取樣階段利用樣氣儲存裝置內所形成的負壓環(huán)境開始對現場正壓/微負壓氣源進行采樣，樣氣經過氣固/氣液分離裝置過濾后進入樣氣儲存裝置；(3)分析在分析階段由分析取樣裝置對樣氣儲存裝置內的樣氣進行抽取，樣氣經過除塵過濾裝置過濾后送至在線分析儀器進行分析；(4)定時排污在定時排污階段對氣固/氣液分離裝置內積留的液固混合物進行排污。步驟(I)中所述的負壓環(huán)境的壓カ為-O. 06 O. 08MPa。所述的排空階段、分析階段與定時排污階段按照エ藝周期在非制氣階段進行，所述的取樣階段按照エ藝周期在制氣階段進行，利用樣氣儲存裝置內的負壓環(huán)境在取樣階段快速取樣，滿足制氣階段的エ藝時間限制，也可以保證毎次取到的樣氣不受前一次樣氣成分的干擾，利用樣氣儲存裝置進行樣氣儲存還可以為分析儀器提供連續(xù)、穩(wěn)定的可用樣氣。為實現上述方法，本發(fā)明還提出了一種間歇式循環(huán)制氣エ藝的氣體在線采樣預處理設備，包括采樣預處理機構、分析取樣機構與采樣控制機構，所述的采樣預處理機構與分析取樣機構依次連接，所述的采樣預處理機構設置在設備的樣氣進ロ處，依次由氣固/氣液分離裝置、樣氣排空裝置與樣氣儲存裝置組成。所述的氣固/氣液分離裝置為封閉的筒錐體結構的逆流式旋風分離器，旋風分離器的進氣管位于筒體結構上部，沿切向方向進入筒體，出氣管位于筒體頂板中部軸向方向，出氣管底部向筒體內延伸一段距離，頂部為90度彎管。所述的旋風分離器還連接有儲灰斗，該儲灰斗與倒錐體結構連接，儲灰斗出ロ連接排污管，旋風分離器在進氣管之前、出氣管之后以及排污管之下設有電磁閥。所述的樣氣排空裝置由三通不銹鋼氣管、電磁閥與真空泵依次連接組成，所述的三通不銹鋼氣管另外兩端分別連接旋風分離器出氣管后的電磁閥，及樣氣儲存裝置的進氣接ロ。所述的樣氣儲存裝置為密閉的不銹鋼儲氣罐，該儲氣罐為立式罐體結構，頂部安裝有絕壓變送器，罐體ー側圓柱形部分下部設有進氣接ロ，在另ー側圓柱形部分上部設有出氣接ロ，在罐體底部設有排污出ロ，儲氣罐在出氣接ロ后設有電磁閥。所述的分析取樣機構由除塵過濾裝置、電磁閥與真空泵依次連接組成，所述除塵過濾裝置為微孔筒式過濾器，由密閉的柱形不銹鋼殼體與微孔濾芯構成，在殼體與濾芯之間為濾前氣室，在濾芯腔體內為濾后氣室，微孔筒式過濾器的進氣ロ與濾前氣室連接，出氣ロ與濾后氣室連接。所述的采樣控制機構由采樣控制器與人機交互界面組成，所述采樣控制器為可編程控制器，用于采集設備狀態(tài)信息井根據控制程序實現不同階段下電磁閥、真空泵的操作，所述人機交互界面為帶觸控功能的專用液晶顯示器，用于將各設備的狀態(tài)信息以直觀的方式顯示在屏幕上，采樣控制器與人機界面之間通過通訊的方式進行數據交換。與現有技術相比，本發(fā)明具有組合式、小型化、易維護、低成本、高性能的優(yōu)點，將推動間歇式循環(huán)制氣エ藝氣體在線采樣預處理方法和裝置綜合性能的進ー步發(fā)展，具體還包括以下優(yōu)點 (I)利用儲氣罐內形成的高負壓環(huán)境在取樣階段實現現場正壓、微負壓氣體的快速取樣，可以保證在規(guī)定時間里獲取足夠的分析樣氣；(2)由于有排空過程的存在，儲氣罐內取到的樣氣不會受到前一次樣氣成分的干擾；(3)儲氣罐起到了氣體緩沖的作用，可以為分析儀器提供連續(xù)、穩(wěn)定的可用樣氣；(4)定時排污安排在分析取樣的同時進行，兩者各自走自己的路徑，中間由電磁閥隔開，互不干擾；(5)不再需要反吹過程，減少使用與維護成本。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖2為采樣預處理機構示意圖；圖3為旋風分離器結構示意圖；圖4為儲氣罐結構示意圖；圖5為分析取樣機構示意圖；圖6為采樣控制機構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例 間歇式循環(huán)制氣エ藝的氣體在線采樣預處理設備，其結構如圖I所示，該設備主要由采樣預處理機構A、分析取樣機構B與采樣控制機構C三部分組成。其中，采樣預處理機構A的結構如圖2所示，包括旋風分離器I、樣氣排空裝置與儲氣罐8，采樣預處理機構主要用于實現現場氣體取樣、預處理以及旋風分離器定時排污。旋風分離器I的結構如圖3所示，旋風分離器進氣管2位于筒體結構上部，沿切向方向進入筒體，出氣管也叫升氣管3位于筒體頂板中部軸向方向，升氣管底部向筒體內延伸一段距離，頂部為90度彎管。含塵氣體由進氣管切向進入，受器壁的約束向下作螺旋運動。在慣性離心力作用下，顆粒被拋向器壁而與氣流分離，再沿壁面落至錐底的排灰ロ。凈化后的氣體在中心軸附近由下而上作螺旋運動，最后由頂部升氣管排出。另外，旋風分離器I還連接有儲灰斗4，與排灰ロ連接，儲灰斗出ロ連接排污管，所述旋風分離器在進氣管2之前設有第一電磁閥5，升氣管3之后設有第二電磁閥6以及排污管之下設有第三電磁閥7。儲氣罐8的結構如圖4所示，為立式罐體結構，罐頂部安裝有絕壓變送器9，在罐體一側圓柱形部分下部設有進氣接ロ 10，在另ー側圓柱形部分上部設有出氣接ロ 11，在罐體底部設有排污出口 12，所述儲氣罐在出氣接ロ之后還設有第四電磁閥13。樣氣排空裝置依次由三通不銹鋼氣管14、第五電磁閥15與第一真空泵16連接組成，三通氣管另外兩端一端連接旋風分離器升氣管之后的第二電磁閥6，另一端連接儲氣罐的進氣接ロ 10，裝置排空與取樣的切換就是通過三通氣管與其所連接的電磁閥來實現的，當裝置處于排空階段時，第一電磁閥5、第三電磁閥7、電磁閥22關閉，第二真空泵23關閉，第一真空泵16打開，第二電磁閥6、第五電磁閥15、第四電磁閥13打開。當系統達到最大真空度時，排空過程結束，第一真空泵16關閉，第四電磁閥13、第六電磁閥22關閉，此時旋風分離器與儲氣罐均處于負壓狀態(tài)。當裝置處于取樣階段時，第一真空泵16、第二真空泵23關閉,第三電磁閥7、第五電磁閥15、第四電磁閥13、第六電磁閥22關閉,第一電磁閥5、第二電磁閥6打開?，F場樣氣通過旋風分離器進入儲氣罐，當儲氣罐壓カ與外界氣源達到平衡時，取樣過程結束，第一電磁閥5、第二電磁閥6關閉。分析取樣機構B的結構如圖5所示，由除塵過濾裝置、電磁閥22與第二真空泵23依次連接組成，除塵過濾裝置為微孔筒式過濾器，由密閉的柱形不銹鋼殼體17與微孔濾芯18構成，濾芯可以是ー個或多個，本發(fā)明為ー個，為非金屬纖維材料，可采用聚氯こ烯、聚丙烯、聚四氟こ烯等，本發(fā)明優(yōu)選聚四氟こ烯為濾芯材料制成筒式結構，用于過濾煙氣中的粉塵；在殼體與濾芯之間為濾前氣室，在濾芯腔體內為濾后氣室，所述過濾器的進氣ロ 20與濾前氣室連接，出氣ロ 21與濾后氣室連接。當裝置處于分析階段時分析時真空泵16關閉，第一電磁閥5、第二電磁閥6、第三電磁閥7、第五電磁閥15關閉,第二真空泵23打開,第四電磁閥13、第六電磁閥22打開，樣氣在經過微孔筒式過濾器過濾后以恒定的流量被送往在線分析儀器，當分析過程結束時，第二真空泵23關閉，第六電磁閥22關閉。此外，當有需要時定時排污過程也在分析階段同時進行，兩者互不干擾，當排污時第一真空泵16關閉，第一電磁閥5、第二電磁閥6、第五電磁閥15關閉，第三電磁閥7打開，當排污過程結束時,第三電磁閥7關閉。采樣控制機構C的結構如圖6所示，由采樣控制器24與人機交互界面25組成。采樣控制器為可編程控制器，用于采集設備狀態(tài)信息井根據控制程序實現不同階段下電磁閥、真空泵的操作，所述人機交互界面為帶觸控功能的專用液晶顯示器，用于將各設備的狀態(tài)信息以直觀的方式顯示在屏幕上，采樣控制器與人機界面之間通過通訊的方式進行數據交換。采樣控制機構是裝置的控制核心，對其他兩個機構的運行進行控制。上面對本發(fā)明進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本 發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所述實施例 的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)排空在排空階段由樣氣排空裝置對樣氣儲存裝置進行排空，使其達到一定的負壓環(huán)境； (2)取樣在取樣階段利用樣氣儲存裝置內所形成的負壓環(huán)境開始對現場正壓/微負壓氣源進行采樣，樣氣經過氣固/氣液分離裝置過濾后進入樣氣儲存裝置； (3)分析在分析階段由分析取樣裝置對樣氣儲存裝置內的樣氣進行抽取，樣氣經過除塵過濾裝置過濾后送至在線分析儀器進行分析； (4)定時排污在定時排污階段對氣固/氣液分離裝置內積留的液固混合物進行排污。
2.根據權利要求I所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法，其特征在于，步驟(I)中所述的負壓環(huán)境的壓力為-O. 06 O. 08MPa。
3.根據權利要求I所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法，其特征在于，所述的排空階段、分析階段與定時排污階段按照工藝周期在非制氣階段進行，所述的取樣階段按照工藝周期在制氣階段進行，利用樣氣儲存裝置內的負壓環(huán)境在取樣階段快速取樣，所述的樣氣儲存裝置進行樣氣儲存并為分析儀器提供連續(xù)、穩(wěn)定的可用樣氣。
4.一種如權利要求I所述的間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法所用的設備，包括采樣預處理機構、分析取樣機構與采樣控制機構，所述的采樣預處理機構與分析取樣機構依次連接，其特征在于，所述的采樣預處理機構設置在設備的樣氣進口處，依次由氣固/氣液分離裝置、樣氣排空裝置與樣氣儲存裝置組成。
5.根據權利要求4所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的氣固/氣液分離裝置為封閉的筒錐體結構的逆流式旋風分離器，旋風分離器的進氣管位于筒體結構上部，沿切向方向進入筒體，出氣管位于筒體頂板中部軸向方向，出氣管底部向筒體內延伸一段距離，頂部為90度彎管。
6.根據權利要求5所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的旋風分離器還連接有儲灰斗，該儲灰斗與倒錐體結構連接，儲灰斗出口連接排污管，旋風分離器在進氣管之前、出氣管之后以及排污管之下設有電磁閥。
7.根據權利要求4所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的樣氣排空裝置由三通不銹鋼氣管、電磁閥與真空泵依次連接組成，所述的三通不銹鋼氣管另外兩端分別連接旋風分離器出氣管后的電磁閥，及樣氣儲存裝置的進氣接□。
8.根據權利要求4所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的樣氣儲存裝置為密閉的不銹鋼儲氣罐，該儲氣罐為立式罐體結構，頂部安裝有絕壓變送器，罐體一側圓柱形部分下部設有進氣接口，在另一側圓柱形部分上部設有出氣接口，在罐體底部設有排污出口，儲氣罐在出氣接口后設有電磁閥。
9.根據權利要求4所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的分析取樣機構由除塵過濾裝置、電磁閥與真空泵依次連接組成，所述除塵過濾裝置為微孔筒式過濾器，由密閉的柱形不銹鋼殼體與微孔濾芯構成，在殼體與濾芯之間為濾前氣室，在濾芯腔體內為濾后氣室，微孔筒式過濾器的進氣口與濾前氣室連接，出氣口與濾后氣室連接。
10.根據權利要求4所述的一種間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理設備，其特征在于，所述的采樣控制機構由采樣控制器與人機交互界面組成，所述采樣控制器為可編程控制器，用于采集設備狀態(tài)信息并根據控制程序實現不同階段下電磁閥、真空泵的操作，所述人機交互界面為帶觸控功能的專用液晶顯示器，用 于將各設備的狀態(tài)信息以直觀的方式顯示在屏幕上，采樣控制器與人機界面之間通過通訊的方式進行數據交換。
全文摘要
本發(fā)明涉及間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理方法和設備，排空階段由樣氣排空裝置對樣氣儲存裝置進行排空；取樣階段利用樣氣儲存裝置內所形成的負壓環(huán)境開始對現場正壓/微負壓氣源采樣，樣氣經氣固/氣液分離裝置過濾后進入樣氣儲存裝置；分析階段由分析取樣裝置對樣氣進行抽取，經過除塵過濾裝置過濾后送至在線分析儀器進行分析；定時排污階段對氣固/氣液分離裝置內積留的液固混合物進行排污，另外還公開一種應用于間歇式循環(huán)制氣工藝的氣體在線采樣預處理裝置，包括采樣預處理機構、分析取樣機構與采樣控制機構。本發(fā)明解決了間歇式制氣工藝氣體在線正/負壓取樣難題，容易維護、結構簡單、成本低廉、配置合理。
文檔編號G01N1/22GK102680285SQ20121017987
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者張劍, 汪慎, 蔡國光, 黃波 申請人:上海化工研究院, 上海浦東煤氣制氣有限公司