專利名稱：煤焦化防爆取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于煤焦化領(lǐng)域內(nèi)的取樣裝置，它是具有 除焦油、除苯、除萘、除塵、自動清洗、自動排液功能的取樣裝置。
技術(shù)背景由于中國煤炭資源豐富，以煤為資源的煤化工市場龐大，而在以 煤制氣及精煉過程中，其氣體含有焦油、苯、萘等低沸點物以及硫化 物，背景氣份復(fù)雜，條件惡劣，所以將其氣體準(zhǔn)確的測出來指導(dǎo)電捕 焦、干熄焦等工藝安全可靠運(yùn)行，就顯得至關(guān)重要，國內(nèi)有很多此類 事故發(fā)生，主要是分析系統(tǒng)作為一種直接，快速的檢測手段未發(fā)揮其 應(yīng)有功能。國內(nèi)外分析儀器廠家一直將該領(lǐng)域的分析系統(tǒng)研究作為科 技攻關(guān)難題之一，研究方法有很多種，如蒸汽射流取樣法、水洗取樣 法、全干法取樣法、稀釋取樣法，直接采樣法取樣以及采用化學(xué)方法(如煤油、98%H2S04)取樣，均應(yīng)用不太理想，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)過于復(fù) 雜，分離元件多、滯后時間長、結(jié)晶物易堵塞分析管路等，導(dǎo)致系統(tǒng) 不能正常運(yùn)行。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的則是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在可 有效除焦油、除苯、除萘、除塵且具有自動清洗、自動排液功能的煤 焦化防爆取樣裝置。本實用新型的目的可以通過以下措施來實現(xiàn)-一種煤焦化防爆取樣裝置，其特征是它包括有等動力取樣管8、 水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器，等動力取樣管8通過安裝球 閥7與水冷除焦油過濾器中的除焦油樣氣列管4下端連通連接，水冷 除焦油過濾器還包括有設(shè)置在除焦油樣氣列管4外圍的除焦油過濾器 外管5，它與除焦油樣氣列管4之間形成除焦油冷卻腔9，除焦油冷卻腔9上連接有自動進(jìn)水裝置的進(jìn)水管和出水管；除焦油樣氣列管4的 上端連接水霧除苯萘過濾器中苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12下方的苯萘過 濾器下托架14，苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12的上方設(shè)有氣水分離器下托 架14及其上的氣水分離器多層篩網(wǎng)15，水霧除苯萘過濾器的上端連 接蒸汽管27，蒸汽管27上連接有取樣管，取樣管與分析設(shè)備連接， 在水霧除苯過濾器的底部設(shè)有自動排液管21，在上述的苯萘過濾器多 層篩網(wǎng)12與氣水分離器多層篩網(wǎng)15之間還設(shè)有用來噴灑水霧的水霧 噴射管19。
所述的苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12上設(shè)有苯萘過濾器上托架13，氣 水分離器多層篩網(wǎng)15上設(shè)有氣水分離器上托架16，它們與苯萘過濾 器多層篩網(wǎng)12和氣水分離器多層篩網(wǎng)15均設(shè)置在密封的除焦油過濾 器5內(nèi)，使水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器呈一體化。
所述的自動進(jìn)水裝置包括致冷器1和微流泵2，微流泵2設(shè)置在 一端連接致冷器1另一端連接除焦油冷卻腔9的冷卻介質(zhì)管路3上， 除焦油冷卻腔9內(nèi)還設(shè)有另一根與致冷器1連接的冷卻介質(zhì)回流管路 33。
所述的水霧噴射管19 一端設(shè)置在苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12和氣水 分離器多層篩網(wǎng)15之間，另一端與水霧除苯萘過濾器外的氣水分離器 18的出水口連接，氣水分離器18的進(jìn)水口上設(shè)有自動進(jìn)水閥17，氣 水分離器18的靠上部還設(shè)有排氣閥20。
所述自動排液管21 —端與水霧除苯萘過濾器連接，另一端連接穩(wěn) 壓罐22，穩(wěn)壓罐22的靠底部設(shè)有排液管，排液管上設(shè)有自動排液閥 23，溢流管24—端連接穩(wěn)壓罐22的靠上部，另一端連接排液管，上 述的自動排液閥23設(shè)置在排液管與溢流管24的連接點到穩(wěn)壓罐22這 段的排液管管體上。
所述的除焦油冷卻腔9內(nèi)設(shè)有檢測致冷溫度的溫度傳感器30。 所述的蒸汽管27出口處設(shè)有檢測樣氣溫度的濕度傳感器31。 所述的氣水分離器18裝在附近高于取樣裝置的位置。 所述的穩(wěn)壓罐22裝在低于取樣裝置2米的下方。 所述的致冷器1、微流泵2及裝置樣氣出口處的各閥門部件均設(shè)置在各自的正壓控制箱29內(nèi)，正壓控制箱29上設(shè)有空氣調(diào)壓閥28。 本實用新型具有除焦油效率高，運(yùn)行可靠的特點。同時，除濕器、
微流水泵、以及電動閥，PLC均裝在防爆箱內(nèi)，采用正壓吹掃方式防
爆，來保證整個裝置的防爆安全。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，1、致冷器；2、微流泵；3、冷卻介質(zhì)管路；4、除焦油 樣氣列管；5、除焦油過濾器外管；6、連接法蘭；7、安裝球閥；8、 取樣管；9、除焦油冷卻腔；10、焦?fàn)t煤氣；11、苯萘過濾器下托架； 12、苯萘過濾器多層篩網(wǎng)；13、苯萘過濾器上托架；14、氣水分離器 下托架；15、氣水分離器多層篩網(wǎng)；16、氣水分離器上托架；17、自 動進(jìn)水閥；18、氣水分離器；19、水霧噴射管；20、排氣閥；21、自 動排液管；22、穩(wěn)壓罐；23、排液閥；24、溢流管；25、蒸汽閥；26、 取樣閥；27、蒸汽管；28、空氣調(diào)壓閥；29、正壓控制箱；30、溫度 傳感器；31、濕度傳感器；32、壓力傳感器；33、冷卻介質(zhì)回流管路。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步地說明
如圖1所示，本實用新型垂直安裝在管道上，它包括有等動力取
樣管8、水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器，等動力取樣管8通 過安裝球閥7與水冷除焦油過濾器中的除焦油樣氣列管4下端的連接 法蘭6連接從而實現(xiàn)與除焦油樣氣列管4的連通連接。等動力取樣管 8上勻布有光滑采樣孔，其采樣孔面積總和《采樣管內(nèi)徑，采集平均 樣氣。水冷除焦油過濾器還包括有設(shè)置在除焦油樣氣列管4外圍的除 焦油過濾器外管5，它與除焦油樣氣列管4之間形成除焦油冷卻腔9， 除焦油冷卻腔9上連接有自動進(jìn)水裝置的進(jìn)水管和出水管。水冷除焦 油過濾器的冷卻介質(zhì)為蒸餾水，冷卻溫度為5-l(TC，最高<20°。，冷
卻方式為壓縮機(jī)冷卻或半導(dǎo)體冷卻，并有微流水泵作內(nèi)循環(huán)，其冷卻 原理是用焦油在該溫度下易液化的特點，將焦油由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)析出。 除焦油樣氣列管4的上端連接水霧除苯萘過濾器中苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12下方的苯萘過濾器下托架14，苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12的上方設(shè) 有氣水分離器下托架14及其上的氣水分離器多層篩網(wǎng)15，水霧除苯 萘過濾器的上端連接蒸汽管27，蒸汽管27上連接有取樣管，取樣管 與分析設(shè)備連接，在水霧除苯過濾器的底部設(shè)有自動排液管21，在上 述的苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12與氣水分離器多層篩網(wǎng)15之間還設(shè)有用 來噴灑水霧的水霧噴射管19。水霧除苯萘過濾的是利用苯、萘遇水降 溫后易結(jié)晶析出的特性，使之析出結(jié)晶物留在苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12 內(nèi)，同時也將粉塵洗滌出來。
本實用新型的苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12上設(shè)有苯萘過濾器上托架 13，氣水分離器多層篩網(wǎng)15上設(shè)有氣水分離器上托架16，它們與苯 萘過濾器多層篩網(wǎng)12和氣水分離器多層篩網(wǎng)15均設(shè)置在密封的除焦 油過濾器5內(nèi)，使水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器呈一體化。
本實用新型的自動進(jìn)水裝置包括致冷器1和微流泵2，微流泵2 設(shè)置在一端連接致冷器1另一端連接除焦油冷卻腔9的冷卻介質(zhì)管路 3上，除焦油冷卻腔9內(nèi)還設(shè)有另一根與致冷器1連接的冷卻介質(zhì)回 流管路33。冷卻水經(jīng)過致冷器2冷卻后，通過微流泵2從冷卻介質(zhì)管 道3送到除焦油冷卻腔9內(nèi)，再通過冷卻介質(zhì)回流管路33回至致冷器 1內(nèi)。
本實用新型的水霧噴射管19 一端設(shè)置在苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12 和氣水分離器多層篩網(wǎng)15之間，另一端與水霧除苯萘過濾器外的氣水 分離器18的出水口連接，氣水分離器18的進(jìn)水口上設(shè)有自動進(jìn)水閥 17，氣水分離器18的靠上部還設(shè)有排氣閥20。在氣水分離器18內(nèi)設(shè) 有憎水性材質(zhì)，使含飽和水汽的樣氣經(jīng)過時，氣從憎水性網(wǎng)狀物質(zhì)內(nèi) 通，水析出并受重力作用返回苯萘過濾器上托架13、苯萘過濾器多層 篩網(wǎng)12內(nèi)，而獲取干燥氣體。
本實用新型自動排液管21 —端與水霧除苯萘過濾器連接，另一端 連接穩(wěn)壓罐22,穩(wěn)壓罐22的靠底部設(shè)有排液管，排液管上設(shè)有自動 排液閥23，溢流管24—端連接穩(wěn)壓罐22的靠上部，另一端連接排液 管，上述的自動排液閥23設(shè)置在排液管與溢流管24的連接點到穩(wěn)壓 罐22這段的排液管管體上。溢流管24利用壓差來溢流排水。工業(yè)用水經(jīng)自動進(jìn)水閥17進(jìn)入氣水分離器18，由水霧噴射管19 向苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12噴水過濾有害物質(zhì)，噴出的水再經(jīng)自動排液 管21進(jìn)入穩(wěn)壓罐22，經(jīng)溢流管24排出。穩(wěn)壓罐22內(nèi)的油污通過定 期打開排液閥23清洗。 -
本實用新型的除焦油冷卻腔9內(nèi)設(shè)有檢測致冷溫度的溫度傳感器 30，蒸汽管27出口處設(shè)有檢測樣氣溫度的濕度傳感器31。蒸汽管27 上還設(shè)有壓力傳感器32，用于檢測蒸汽壓力，保證吹掃效果。多個傳 感器預(yù)警裝置可在有局部部件運(yùn)行不暢時，能通過診斷來及時調(diào)整。
本實用新型的氣水分離器18裝在附近高于取樣裝置的位置，穩(wěn)壓 罐22裝在低于取樣裝置2米的下方。
由于所處的環(huán)境要求防爆，所有的電動部分都放在正壓控制箱29 內(nèi)，該防爆箱是通過空氣調(diào)壓閥28向箱內(nèi)通氣以保證箱內(nèi)正壓達(dá)到防 爆目的，如致冷器1、微流泵2及裝置樣氣出口處的各閥門部件均設(shè) 置在各自的正壓控制箱29內(nèi)，正壓控制箱29上設(shè)有空氣調(diào)壓閥28。 壓縮空氣經(jīng)空氣調(diào)壓閥28進(jìn)入正壓控制箱29，通過潔凈空氣在箱內(nèi) 形成正壓，使外界爆炸性氣體不進(jìn)入箱內(nèi)，達(dá)到安全作用，同時吹掃 氣還起對箱體內(nèi)部過熱時的冷卻作用。
本實用新型的工作原理及過程如下
在取樣分析時蒸汽閥25關(guān)，取樣閥26開，預(yù)警檢測裝置檢測 取樣裝置處正常工作狀態(tài)時樣氣從等動力取樣管8經(jīng)安裝球閥7進(jìn)入 水冷除焦油過濾器，水冷除焦油過濾器受外部的致冷器1持續(xù)冷卻作 用，處于5-l(TC范圍內(nèi)，此時樣氣在除焦油樣氣列管4內(nèi)即經(jīng)除焦油 冷卻腔9冷卻后溫度變?yōu)?-10°C。由于低溫、低沸點物焦油液化析出， 并隨粉塵附著在除焦油樣氣列管4的內(nèi)壁，除去焦油以后的煙氣進(jìn)入 萘苯過濾多層篩網(wǎng)12，由于水霧噴射管19的水洗作用，苯萘在苯萘 過濾器多層篩網(wǎng)12內(nèi)形成結(jié)晶物附著在篩網(wǎng)腔內(nèi)，由于水霧與氣充分 接觸避免了傳統(tǒng)濕法水洗只能洗去氣泡表面，對于樣氣在水中形成的 氣泡內(nèi)核無法清洗的缺陷，除茶萘效率高，整個裝置除苯萘效率可達(dá) 100%。富含水氣的樣氣順序進(jìn)入氣水分離器多層篩網(wǎng)15，由于氣水分離器多層篩網(wǎng)15為憎水性物質(zhì)，水氣在上面冷凝并受重力作用返回， 經(jīng)自動排液管21自動排液進(jìn)穩(wěn)壓罐22。
本實用新型中樣氣的流路路徑為
采樣時，焦?fàn)t煤氣IO—從等動力取樣管8—安裝球閥7—除焦油 樣氣列管4一苯萘過濾器下托架ll一苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12—苯萘過 濾器上托架13—?dú)馑蛛x器下托架14一氣水分離器多層篩網(wǎng)15—?dú)?水分離器上托架16—取樣閥26，經(jīng)過上述除焦油、除苯、除萘、除水、 除粉塵后的潔凈氣體進(jìn)入下道分析工序。
反吹時流路正好相反，蒸汽閥25開，取樣閥26關(guān)，利用蒸汽的 熱能將析出的焦油、苯、萘等汽化，反吹回?zé)煹?，這樣過濾器就能多 次重復(fù)使用。反吹路徑為蒸汽管27—蒸汽閥25—?dú)馑蛛x器上托架 16—?dú)馑蛛x器多層篩網(wǎng)15—?dú)馑蛛x器下托架14一苯萘過濾器上 托架13—苯萘過濾器多層篩網(wǎng)12—苯萘過濾器下托架ll一除焦油樣 氣列管4一安裝球閥7—從等動力取樣管8，逆向?qū)㈦s質(zhì)氣化吹掃進(jìn)入 原管道。
在分析、反吹時，其自動進(jìn)水裝置和自動排液裝置在持續(xù)工作， 不受分析、反吹影響，利用重力和壓差來達(dá)到自動進(jìn)水和排液。
本實用新型中涉及的其它未說明部分均采用現(xiàn)有技術(shù)或利用現(xiàn)有 技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種煤焦化防爆取樣裝置，其特征是它包括有等動力取樣管(8)、水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器，等動力取樣管(8)通過安裝球閥(7)與水冷除焦油過濾器中的除焦油樣氣列管(4)下端連通連接，水冷除焦油過濾器還包括有設(shè)置在除焦油樣氣列管(4)外圍的除焦油過濾器外管(5)，它與除焦油樣氣列管(4)之間形成除焦油冷卻腔(9)，除焦油冷卻腔(9)上連接有自動進(jìn)水裝置的進(jìn)水管和出水管；除焦油樣氣列管(4)的上端連接水霧除苯萘過濾器中苯萘過濾器多層篩網(wǎng)(12)下方的苯萘過濾器下托架(14)，苯萘過濾器多層篩網(wǎng)(12)的上方設(shè)有氣水分離器下托架(14)及其上的氣水分離器多層篩網(wǎng)(15)，水霧除苯萘過濾器的上端連接蒸汽管(27)，蒸汽管(27)上連接有取樣管，取樣管與分析設(shè)備連接，在水霧除苯過濾器的底部設(shè)有自動排液管(21)，在上述的苯萘過濾器多層篩網(wǎng)(12)與氣水分離器多層篩網(wǎng)(15)之間還設(shè)有用來噴灑水霧的水霧噴射管(19)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的苯 萘過濾器多層篩網(wǎng)(12)上設(shè)有苯萘過濾器上托架(13)，氣水分離器 多層篩網(wǎng)(15)上設(shè)有氣水分離器上托架(16)，它們與苯萘過濾器多 層篩網(wǎng)(12)和氣水分離器多層篩網(wǎng)(15)均設(shè)置在密封的除焦油過 濾器(5)內(nèi)，使水冷除焦油過濾器和水霧除苯萘過濾器呈一體化。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的自 動進(jìn)水裝置包括致冷器(1)和微流泵(2)，微流泵(2)設(shè)置在一端 連接致冷器(1)另一端連接除焦油冷卻腔(9)的冷卻介質(zhì)管路(3) 上，除焦油冷卻腔(9)內(nèi)還設(shè)有另一根與致冷器(1)連接的冷卻介 質(zhì)回流管路(33)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的水 霧噴射管(19) 一端設(shè)置在苯萘過濾器多層篩網(wǎng)(12)和氣水分離器 多層篩網(wǎng)(15)之間，另一端與水霧除苯萘過濾器外的氣水分離器(18) 的出水口連接，氣水分離器(18)的進(jìn)水口上設(shè)有自動進(jìn)水閥(17)， 氣水分離器(18)的靠上部還設(shè)有排氣閥(20)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述自動 排液管(21) —端與水霧除苯萘過濾器連接，另一端連接穩(wěn)壓罐(22)， 穩(wěn)壓罐(22)的靠底部設(shè)有排液管，排液管上設(shè)有自動排液閥(23)， 溢流管(24) —端連接穩(wěn)壓罐(22)的靠上部，另一端連接排液管， 上述的自動排液閥(23)設(shè)置在排液管與溢流管(24)的連接點到穩(wěn) 壓罐(22)這段的排液管管體上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的除 焦油冷卻腔(9)內(nèi)設(shè)有檢測致冷溫度的溫度傳感器(30)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的蒸 汽管(27)出口處設(shè)有檢測樣氣溫度的濕度傳感器(31)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的氣 水分離器(18)裝在附近高于取樣裝置的位置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的穩(wěn) 壓罐(22)裝在低于取樣裝置2米的下方。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤焦化防爆取樣裝置，其特征是所述的 致冷器(1)、微流泵(2)及裝置樣氣出口處的各閥門部件均設(shè)置在各 自的正壓控制箱(29)內(nèi)，正壓控制箱(29)上設(shè)有空氣調(diào)壓閥(28)。
專利摘要本實用新型提供了一種針對煤焦化領(lǐng)域中氣體富含焦油、苯、萘等高粘度、易結(jié)晶的場所而能長期使用不堵塞煤焦化防爆取樣裝置，其主要部件由等動力取樣管、安裝球閥、水冷除焦油過濾器、水霧除苯萘過濾器、氣水分離器、自動進(jìn)水及自動排液裝置、正壓吹掃防爆箱以及傳感預(yù)警裝置等組成。本實用新型具有除焦油效率高，運(yùn)行可靠的特點，同時，除濕器、微流水泵、以及電動閥、PLC均裝在防爆箱內(nèi)，采用正壓吹掃方式防爆，來保證整個裝置的防爆安全。
文檔編號G01N1/22GK201130119SQ20072004339
公開日2008年10月8日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者趙玉海, 鄒海平 申請人:鄒海平;趙玉海