一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统及取样方法与流程

本发明涉及化工气体采集，尤其涉及一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统及取样方法。

背景技术：

1、萘是一种芳香烃化合物，是有机化学工业的重要原料,广泛用于生产染料、增塑剂、合成纤维、橡胶，树脂和各种化学助剂等。从焦炉逸出的煤气含萘量主要取决于煤炭化温度,特别是炉顶空间温度。当远距离输送煤气时,煤气管道中会发生萘蒸汽冷凝,结成片状结晶，沉积在管道底部使管道堵塞。此外,若煤气中的萘不能在终冷器内很好脱除,同时循环洗油没有很好脱萘,煤气进入洗苯塔后可能会有萘结晶析出,堵塞填料,增加塔的阻力,影响苯的回收。

2、通过检测焦炉煤气含萘量，以判断萘的脱除效果。通过取样的方式，将煤气中的萘被甲苯或二甲苯溶液吸收后，送到实验室进行含量测定。然而，相关技术中焦炉煤气的取样过程在室外环境温度和非密闭条件下进行，取样后的尾气含有有害成分，对周围环境造成污染，对人体健康造成危害，非密闭取样会导致煤气泄漏，造成资源浪费，增加生产成本，降低能源利用效果，增加火灾、爆炸的风险和隐患，对操作人员和设备安全造成严重威胁。并且，室外环境温度下取样，会影响吸收液对煤气中萘的吸收效果，造成萘含量的测定结果有较大偏差。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、相关技术中，取样装置的设计不满足密闭的要求，焦炉煤气取样后的尾气通常采用直接排空处理，对采样人员的健康和环境造成危害和污染。

3、取样管中煤气温度没有控制在比煤气总管中的气温高5℃～10℃，尤其是在冬季，造成取样过程中煤气中的萘在取样管内冷凝结晶，最终焦炉煤气中萘含量测定结果明显偏低。

4、取样时吸收液温度没有控制不高于10℃的条件下进行，尤其是在夏季，造成取样过程中煤气中的萘在吸收液中吸收不充分，最终焦炉煤气中萘含量测定结果明显偏低。

5、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

6、为此，本发明的实施例提出一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，该取样系统安全性高、环保性高以及取样准确性高的特点。

7、本发明实施例的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统包括：

8、采样组件，所述采样组件包括取样管和电加热套，所述取样管的部分插设在煤气总管内，所述电加热套包裹在所述取样管的位于煤气总管外的部分的周侧；

9、吸收组件，所述吸收组件包括吸收瓶和恒温箱，所述吸收瓶的进口经管路与所述取样管相连，所述吸收瓶内充装有吸收液，所述吸收液用于收集通过所述取样管流至所述吸收瓶内的煤气中的萘，所述吸收瓶的至少部分设在所述恒温箱内；

10、湿式气体流量计，所述湿式气体流量计经管路与所述吸收瓶的出口相连；

11、排气组件，所述排气组件包括采样泵和排样管，所述湿式气体流量计经管路并依次通过所述采样泵和所述排样管与煤气总管相连，以使取样后的尾气流回煤气总管内。

12、本发明实施例的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，将取气后的尾气重新排至煤气总管内，保证了取气后的尾气不直接排放到大气中，避免了对环境的污染，同时，杜绝了采样人员吸入样品中挥发性有毒有害物质的可能性，减少职业病的发生、保护采样人员的生命安全和身体健康。

13、并且，利用电加热套加热取样管内的煤气，以使取样管内的煤气温度控制在比煤气总管内的气温高5℃～10℃，从而避免在冬季取样过程中煤气中的萘在取样管内冷凝结晶，确保煤气中萘含量测定的准确性。

14、利用恒温箱使吸收瓶内的吸收液温度控制在不高于10℃，从而避免在夏季取样过程中煤气中的萘在吸收液中吸收不充分的情况，确保煤气中萘含量测定的准确性。

15、在一些实施例中，还包括净化组件，所述净化组件包括依次经管路相连的第一缓冲瓶、稀硫酸洗瓶、氢氧化钠洗瓶、硫酸铜洗瓶、第二缓冲瓶和脱水瓶，所述第一缓冲瓶的进口经管路与所述吸收瓶的出口相连，所述脱水瓶的出口经管路与所述流量计相连。

16、在一些实施例中，所述吸收组件还包括置换管、置换阀、第一阀和第二阀，所述置换管的两端分别与所述取样管和所述第一缓冲瓶相连，以使所述置换管和所述吸收瓶并联设置，所述置换阀设在所述置换管上，所述第一阀设在所述取样管和所述吸收瓶之间的管路上，所述第二阀设在所述吸收瓶和所述第一缓冲瓶之间的管路上。

17、在一些实施例中，所述采样组件还包括第一短节法兰、第一对夹球阀和取样阀，所述第一短节法兰设在煤气总管的外周壁上，所述第一对夹球阀与所述第一短节法兰可拆卸地相连，所述第一对夹球阀的中心孔、所述第一短节法兰的中心孔与煤气总管的采样孔依次连通，所述取样管依次贯穿所述第一对夹球阀的中心孔、所述第一短节法兰的中心孔与煤气总管的采样孔，所述取样管与所述第一对夹球阀可拆卸地相连，所述取样阀设在所述取样管上且位于所述第一对夹球阀的下游。

18、在一些实施例中，所述排气组件还包括第二短节法兰、第二对夹球阀和排样阀，所述第二短节法兰设在煤气总管的外周壁上，所述第二对夹球阀与所述第二短节法兰可拆卸地相连，所述第二对夹球阀的中心孔、所述第二短节法兰的中心孔与煤气总管的回样孔依次连通，所述排样管的端部与所述第二对夹球阀可拆卸地相连，所述排样阀设在所述排样管上且位于所述第二对夹球阀的上游。

19、在一些实施例中，所述排气组件还包括流量调节阀，所述流量调节阀设在所述排样管上且位于所述排样阀的上游。

20、在一些实施例中，所述脱水瓶与所述湿式气体流量计之间的管路上设有泄压管，所述泄压管上设有泄压阀。

21、在一些实施例中，所述湿式气体流量计上具有温度测量元件和压力测量元件。

22、本发明的实施例还提出一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样方法。

23、本发明实施例的取样方法用于上述任一项实施例中所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，所述取样方法包括：

24、依次打开取样阀、排样阀和置换阀，启动采样泵，调节流量调节阀，控制取样系统内气体流量在(0.5～1.0)l/min范围内，将取样系统内气体置换2min以上，待排尽取样系统内残留的气体和水分后，依次关闭排样阀、采样泵、取样阀和置换阀；

25、取样系统完成气体置换后，首先依次打开第一阀和第二阀，然后依次打开取样阀和排样阀，启动采样泵，微调流量调节阀，控制取样系统内气体流量在(0.5～1.0)l/min范围内，待吸收瓶内吸收的萘量在(2～40)mg之间时停止取样，依次关闭排样阀、采样泵和取样阀，同时关闭第一阀和第二阀，取下吸收瓶并将其送至实验室测定萘含量。

26、在一些实施例中，取样系统在气体置换和取样达标时，均打开泄压阀以平衡系统压力。

技术特征：

1.一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，还包括净化组件，所述净化组件包括依次经管路相连的第一缓冲瓶、稀硫酸洗瓶、氢氧化钠洗瓶、硫酸铜洗瓶、第二缓冲瓶和脱水瓶，所述第一缓冲瓶的进口经管路与所述吸收瓶的出口相连，所述脱水瓶的出口经管路与所述流量计相连。

3.根据权利要求2所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述吸收组件还包括置换管、置换阀、第一阀和第二阀，所述置换管的两端分别与所述取样管和所述第一缓冲瓶相连，以使所述置换管和所述吸收瓶并联设置，所述置换阀设在所述置换管上，所述第一阀设在所述取样管和所述吸收瓶之间的管路上，所述第二阀设在所述吸收瓶和所述第一缓冲瓶之间的管路上。

4.根据权利要求3所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述采样组件还包括第一短节法兰、第一对夹球阀和取样阀，所述第一短节法兰设在煤气总管的外周壁上，所述第一对夹球阀与所述第一短节法兰可拆卸地相连，所述第一对夹球阀的中心孔、所述第一短节法兰的中心孔与煤气总管的采样孔依次连通，所述取样管依次贯穿所述第一对夹球阀的中心孔、所述第一短节法兰的中心孔与煤气总管的采样孔，所述取样管与所述第一对夹球阀可拆卸地相连，所述取样阀设在所述取样管上且位于所述第一对夹球阀的下游。

5.根据权利要求4所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述排气组件还包括第二短节法兰、第二对夹球阀和排样阀，所述第二短节法兰设在煤气总管的外周壁上，所述第二对夹球阀与所述第二短节法兰可拆卸地相连，所述第二对夹球阀的中心孔、所述第二短节法兰的中心孔与煤气总管的回样孔依次连通，所述排样管的端部与所述第二对夹球阀可拆卸地相连，所述排样阀设在所述排样管上且位于所述第二对夹球阀的上游。

6.根据权利要求5所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述排气组件还包括流量调节阀，所述流量调节阀设在所述排样管上且位于所述排样阀的上游。

7.根据权利要求6所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述脱水瓶与所述湿式气体流量计之间的管路上设有泄压管，所述泄压管上设有泄压阀。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，其特征在于，所述湿式气体流量计上具有温度测量元件和压力测量元件。

9.一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样方法，其特征在于，所述取样方法用于如权利要求7中所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统，所述取样方法包括：

10.根据权利要求9所述的用于焦炉煤气萘含量检测的取样方法，其特征在于，取样系统在气体置换和取样达标时，均打开泄压阀以平衡系统压力。

技术总结本发明公开了一种用于焦炉煤气萘含量检测的取样系统及取样方法，所述取样系统包括采样组件、吸收组件、湿式气体流量计和排气组件，采样组件包括取样管和电加热套，取样管插设在煤气总管内，电加热套包裹在取样管的周侧，吸收组件包括吸收瓶和恒温箱，吸收瓶与取样管相连，吸收瓶设在恒温箱内，湿式气体流量计与吸收瓶相连，排气组件包括采样泵和排样管，湿式气体流量计经管路并依次通过采样泵和排样管与煤气总管相连。本发明将取气后的尾气重新排至煤气总管内，避免了对环境的污染。利用电加热套加热取样管内的煤气，使其比煤气总管内的气温高5℃～10℃，利用恒温箱使吸收瓶内低于10℃，确保煤气中萘含量测定的准确性。技术研发人员：孙会青,何巨,周琦,齐炜,应哲赟,王岩,常赵刚受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6