一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置，其包括：有压热闷罐1、阀2、引气管3、冷凝器4、水箱5、质量传感器6、温度、压力和流量传感器7、支气管8、气体分析仪9、PLC控制系统11以及计算和显示系统12；本实用新型专利技术优点是实现了有压热闷罐处理钢渣过程中热闷气体的监测，监测装置安装操作简单，与PLC系统兼容性强，可实现有压热闷气体成分的在线监测，有利于热闷过程中罐内可燃气体含量的控制，在排除安全隐患方面起到重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置
本技术涉及一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置，特别是一种含有水蒸 气的气体成分在线监测的装置。
技术介绍
每生产1吨钢约产生0. 12?0. 14吨的钢渣，2013年我国钢渣产生量约为1. 01亿 吨，利用率为30%，大量钢渣没有资源化利用，占用土地、污染环境。 传统的钢渣处理工艺为池式热闷加破碎磁选，而有压热闷系统相比池式热闷，提 高了钢渣处理效率和自动化程度，但热闷过程高温钢渣和水反应产生一定量的可燃气体， 造成了安全隐患。因此，实现有压热闷生产过程中，罐内可燃气体成分的实时监测对保证安 全生产至关重要。 有压热闷过程会产生大量水蒸气，而目前的流量计和气体分析仪对测量介质的要 求都是不含水蒸气的纯气相，很难实现在含有大量水蒸气的条件下测量可燃气体成分，在 线实时监测更是难上加难。 因此，解决含有大量水蒸气的复杂条件下可燃气体成分的在线实时监测的问题， 不仅可以保证有压热闷的安全生产，也为其他行业类似工况的监测提供思路。
技术实现思路
本技术的技术方案如下： -种有压热闷气体成分在线监测装置，其包括：有压热闷罐、阀、引气管、冷凝器、 水箱、质量传感器、温度、压力和流量传感器、支气管、气体分析仪、PLC控制系统以及计算 和显示系统；引气管包括第一引气管、第二引气管和第三引气管；有压热闷罐排气管的开 口通过第一引气管连接阀的入口端，阀的出口端通过第一引气管连接冷凝器，冷凝器连接 水箱，冷凝器对流经冷凝器的样气冷凝脱水，去除样气中的水蒸气得到干气体，水蒸气冷凝 后得到冷凝水，冷凝水流入水箱，在水箱底部安装质量传感器，水箱上部通过第二引气管连 接温度、压力和流量传感器，在温度、压力和流量传感器后的第三引气管一侧开支气管，气 体分析仪从该支气管抽取干气体进行成分分析，得到干气体的各气体组成以及各气体的体 积分数并且将分析结果传送到计算和显示系统，其中，质量传感器以及温度、压力和流量传 感器将监测结果传送到PLC控制系统，得到冷凝水的实时质量流量以及干气体实时质量流 量，计算和显示系统连接PLC控制系统，并从中读取冷凝水的实时质量流量以及干气体实 时质量流量，并结合干气体的各气体组成以及各气体的体积分数，分析得到有压热闷罐内 各气体的体积分数，并在计算和显示系统上进行显示。 其中，所述装置还包括气泵，温度、压力和流量传感器通过第三引气管连接气泵。 其中，计算和显示系统为计算机显示平台。其中，所述阀为电动调节阀。 本技术优点是装置上和方法上实现含有大量水蒸气的气体成分实时监测，安 装操作简单，不影响PLC系统的独立运行，并与PLC系统兼容性强，技术上实现了有压热闷 气体成分的在线监测，对生产过程中及时控制罐内可燃气体成分，排除安全隐患起到重要 作用。 【附图说明】 图1有压热闷气体成分在线监测装置示意图 【具体实施方式】 一种有压热闷气体成分在线监测装置如附图1所示，有压热闷气体成分在线监测 装置，其包括：有压热闷罐1、电动调节阀2、引气管3、冷凝器4、水箱5、质量传感器6、温度、 压力和流量传感器7、支气管8、气体分析仪9、气泵10、PLC控制系统11以及计算和显示系 统12 ;引气管3包括第一引气管、第二引气管和第三引气管；有压热闷罐1排气管的开口通 过第一引气管3连接阀2的入口端，阀2的出口端通过第一引气管3连接冷凝器4,冷凝器 4连接水箱5,冷凝器4对流经冷凝器4的样气冷凝脱水，去除样气中的水蒸气得到干气体， 水蒸气冷凝后得到冷凝水，冷凝水流入水箱5,在水箱5底部安装质量传感器6,水箱上部通 过第二引气管3连接温度、压力和流量传感器7,在温度、压力和流量传感器7后的第三引 气管一侧开支气管8,气体分析仪9从该支气管抽取干气体进行成分分析，得到干气体的各 气体组成以及各气体的体积分数并且将分析结果传送到计算和显示系统12,其中，质量传 感器6以及温度、压力和流量传感器7将监测结果传送到PLC控制系统，得到冷凝水的实时 质量流量以及干气体实时质量流量，计算和显示系统12连接PLC控制系统，并从中读取冷 凝水的实时质量流量以及干气体实时质量流量，并结合干气体的各气体组成以及各气体的 体积分数，分析得到有压热闷罐1内各气体的体积分数，并在计算和显示系统12上进行显 示。其中温度、压力和流量传感器7包括分别对应上述温度测量、压力测量以及流量测量的 三种功能的三个传感器，为了便于表示，统一采用标记7表示。温度、压力和流量传感器7 通过第三引气管3连接气泵10,其中，根据有压热闷生产前期罐内压力大，后期罐内压力小 的特点，在引气管终端安装抽气泵，在后期气量不足时启动。并且多余样气经引气管及气泵 排出。，计算和显示系统为计算机显示平台12。 一种有压热闷气体成分在线监测方法，包括如下步骤：（1)在有压热闷罐1排气 管上开口，通过电动调节阀2调节开度引出样气，后期罐内压力不足时，启动气泵10抽取； (2)样气经过冷凝器4冷凝脱水，去除样气中的水蒸气得到干气体，水蒸气冷凝后得到冷凝 水，冷凝水流入水箱5,通过水箱5底部安装的质量传感器6,质量传感器将冷凝水质量监测 结果传送到PLC控制系统11，计算得到冷凝水的实时质量流量；PLC控制系统对计算得到 冷凝水的实时质量流量进行显示；（3)通过温度、压力和流量传感器7测量去除水蒸气后的 干气体的温度、压力和流量，并将监测结果传送到PLC控制系统11，计算得到干气体的实时 质量流量；PLC控制系统对计算得到干气体的实时质量流量进行显示；（4)在温度、压力及 流量传感器后的第三引气管一侧开支气管8,气体分析仪9从该支气管抽取干气体进行成 分分析，得到干气体的各气体组成以及各气体的体积分数，并且将分析结果传送到计算和 显示系统12 ;各气体的体积分数的数值信号经过信号处理，进入计算和显示系统12进行显 示，多余样气经引气管及气泵排出；（5)计算和显示系统12连接PLC控制系统11，并从其数 据库中读取步骤2中的冷凝水的实时质量流量以及步骤3中的干气体实时质量流量，并结 合干气体的各气体组成以及各气体的体积分数，分析得到有压热闷罐1内各气体的体积分 数，并在计算和显示系统（12)上进行显示；（6) -次热闷过程结束后，排空水箱中的水。 其中，通过冷凝器对气样脱水，并将冷凝水收集，通过测量重量的方式实现对水蒸 气实时流量的测量。其中，通过对干气体温度、压力、和流量的实时测量，实现干气体实时质 量流量的测量。其中，通过读取PLC控制系统步骤（5)中提及测量值，并结合干气体气体成 分的测量结果，实现有压热闷罐罐内气体成分测量及显示。 监测方法设计基于如下计算公式： 本方法的设计基础为理想状态方程（见式（1))及其变形公式 PV = nRT (1) P，压力Pa ;V，体积m3 ;T，温度K ;n-气体物质的量，单位mol ;R表示气体常数，常 取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置，其包括：有压热闷罐(1)、阀(2)、引气管(3)、冷凝器(4)、水箱(5)、质量传感器(6)、温度、压力和流量传感器(7)、支气管(8)、气体分析仪(9)、PLC控制系统(11)以及计算和显示系统(12)；引气管(3)包括第一引气管、第二引气管和第三引气管；有压热闷罐(1)排气管的开口通过第一引气管(3)连接阀(2)的入口端，阀(2)的出口端通过第一引气管(3)连接冷凝器(4)，冷凝器(4)连接水箱(5)，冷凝器(4)对流经冷凝器(4)的样气冷凝脱水，去除样气中的水蒸气得到干气体，水蒸气冷凝后得到冷凝水，冷凝水流入水箱(5)，在水箱(5)底部安装质量传感器(6)，水箱上部通过第二引气管(3)连接温度、压力和流量传感器(7)，在温度、压力和流量传感器(7)后的第三引气管一侧开支气管(8)，气体分析仪(9)从该支气管抽取干气体进行成分分析，得到干气体的各气体组成以及各气体的体积分数并且将分析结果传送到计算和显示系统(12)，其中，质量传感器(6)以及温度、压力和流量传感器(7)将监测结果传送到PLC控制系统，得到冷凝水的实时质量流量以及干气体实时质量流量，计算和显示系统(12)连接PLC控制系统，并从中读取冷凝水的实时质量流量以及干气体实时质量流量，并结合干气体的各气体组成以及各气体的体积分数，分析得到有压热闷罐(1)内各气体的体积分数，并在计算和显示系统(12)上进行显示。...

【技术特征摘要】
1. 一种钢渣有压热闷气体成分在线监测装置，其包括：有压热闷罐（1)、阀（2)、引气管 (3)、冷凝器（4)、水箱（5)、质量传感器（6)、温度、压力和流量传感器（7)、支气管（8)、气体 分析仪（9)、PLC控制系统（11)以及计算和显示系统（12);引气管（3)包括第一引气管、第 二引气管和第三引气管；有压热闷罐（1)排气管的开口通过第一引气管（3)连接阀（2)的 入口端，阀（2)的出口端通过第一引气管（3)连接冷凝器（4)，冷凝器（4)连接水箱（5)，冷 凝器（4)对流经冷凝器（4)的样气冷凝脱水，去除样气中的水蒸气得到干气体，水蒸气冷凝 后得到冷凝水，冷凝水流入水箱（5)，在水箱（5)底部安装质量传感器￠)，水箱上部通过第 二引气管（3)连接温度、压力和流量传感器（7)，在温度、压力和流量传感器（7)后的第三引 气管一侧开支气管（8)，气体分析仪（9)从该...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙，张艺伯，吴桐，郝以党，孙健，董春柳，胡天麒，曹静，李玉西，汪灵俐，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，中冶节能环保有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11