涡旋致冷取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种涡旋致冷取样装置。装置的特点是包含过滤逆流部件、冷却脱水部件、涡旋致冷管部件和气动温度控制器，过滤逆流部件的出口端与冷却脱水部件的进口端竖直连接，构成取样通道，涡旋致冷管部件安装在冷却脱水部件的出口端，气动温度控制器通过控制涡旋致冷管产生的冷却介质，对样品出口温度实现自动控制。该装置具有采样、过滤、冷却、除水、自动控温等多种功能，冷凝液能够将过滤出的粉尘带回工艺管道对滤网实现自清洗，广泛适用于催化裂解气、液化气、ＰＴＡ等装置中对高温、高含水、含重质油及固体杂质等混合工艺气体进行连续采样。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及取样装置，尤其涉及高温、高含水、高杂质等工艺样品所使用的涡旋致冷取样装置，属于化工工艺与在线仪表检测

技术介绍
在催化裂化装置(FCCU)中要必须了解和掌握催化剂的循环量和再生系统的反应状况。然而，催化剂的循环量无法用仪表直接检测，只有通过对再生器中反应组份O2、CO和CO2的测量结果，来判断和衡量催化剂的再生程度，以便控制最佳的剂油比、汽剂比，保持反应系统的三大平衡——物料平衡、热平衡和动态平衡。因此，为了提高FCCU的运行质量，追求可靠、连续地对再生烟气的分析就显得十分重要。目前国内绝大多数炼油厂使用的取样系统，都是把带有大量粉尘和二氧化硫的样品从工艺管道中直接取出来，再对他们进行处理。由于烟气温度高(高达700℃)，内含大量细小的催化剂粉尘、水和酸性气体(二氧化硫等)，使得样品的输送和处理相当困难，表现为①粉尘和水易板结，造成样品传输管道堵塞；②酸性气体与水混合后极易对样品传输管道造成腐蚀；③处理后的样品气体达不到分析仪表的要求，对分析仪表造成损坏。由于存在以上缺陷，国内催化裂化再生烟气的在线分析基本上都处于停运状态，对催化剂再生情况的在线监测，只能靠实验室人工取样分析，滞后严重，不能及时指导生产。研制、开发一套适合催化裂解气、液化气、PTA等装置中高温、高含水、含重质油及固体杂质等混合工艺气体的正常连续取样的装置，使其能够实现长期稳定地运行，达到指导生产操作、提高技术经济效益，已是当务之急。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的不足，提出一种涡旋致冷取样装置，使其广泛适用于催化裂解气、液化气、PTA等装置对高温、高含水、含重质油及固体杂质等混合工艺气体的正常连续采样。本技术的目的通过以下技术方案来实现涡旋致冷取样装置，包括有取样通道和取样控制阀，取样控制阀安装在所取样品的工艺管道与取样管道之间，其特征在于该装置还包括过滤逆流部件、冷却脱水部件和涡旋致冷管部件，所述过滤逆流部件的出口端与冷却脱水部件的进口端竖直连接，构成取样通道，涡旋致冷管部件安装在冷却脱水部件的上部。进一步地，上述的涡旋致冷取样装置，其中，所述过滤逆流部件为两端法兰连接的管道中间体结构，内腔填充不锈钢金属过滤网；尤其是，内腔上部填充不锈钢金属细过滤网，内腔下部填充不锈钢金属粗过滤网，上部的目数比下部的目数大。再进一步地，上述的涡旋致冷取样装置，其中，所述过滤逆流部件的中间部位安装有温度计；所述冷却脱水部件为列管式换热器结构，共有4～16根不锈钢列管。更进一步地，上述的涡旋致冷取样装置，其中，该装置还安装有气动温度控制器，包括气动温度控制开关、测温元件、温度控制阀、样品超温切断阀、精密空气过滤器，其仪表空气分成两条管路，一条是经过精密空气过滤器而与气动温度控制开关相连，另外一条是经过温度控制阀而与涡旋致冷管部件相连，使仪表空气用作为涡旋致冷管部件的冷却介质，测温元件安装在冷却脱水部件的顶部，样品超温切断阀安装在冷却脱水部件之后的样品出口管道上，气动温度控制开关的信号线与所述温度控制阀和样品超温切断阀相连。而且，所述温度控制阀的进出口还可以设置旁路，旁路上安装手动阀。本技术涡旋致冷取样装置，针对再生烟气等高温、高含水、高杂质等工艺样品，把样品的采样、过滤、冷却、除水等过程集中处理，通过气动温度控制器自动控制冷却气源，并使样品的出口温度受控。与现有技术相比，本技术的技术效果主要体现在①解决了国内长期以来在烟气分析取样时，对高温、高含水、高含尘样品无法处理的难题，彻底消除了样品传输管线堵塞的隐患。②在高粉尘污染、高温度、高含水等工艺条件下能对样品气体进行正常连续采样，安装、操作和维护极为简便，性能可靠。③配置灵活的采样探头可配套使用多种不同材质、结构、长度的取样管，可满足不同的实际使用需求。④具有采样、过滤、冷却、除水、自动控温等多种功能，冷凝液能够将过滤出的粉尘带回工艺管道，实现滤网的自清洗。⑤由于具有样品出口温度的自动控制功能，且冷凝液和过滤杂质被带回工艺管道，该取样装置的实际维护量很低。以下结合附图对本技术技术方案作进一步说明附图说明图1涡旋致冷取样装置在使用状态下的结构示意图；图2过滤逆流部件结构示意图；图3冷却脱水部件结构示意图；图4气动温度控制器的组成示意图。其中1工艺管道；2工艺切断阀；3过滤逆流部件；31法兰；32金属粗过滤网；33温度计；34金属细过滤网；35连接管；36法兰；37蒸汽入口接口；4冷却脱水部件；41法兰；42壳管；43热交换列管；44冷气入口接口；45样品气出口接口；46热交换器出口接口；5涡旋致冷管部件；6气动温度控制器；61气动温度控制开关；62测温元件；63温度控制阀；64手动阀；65样品超温切断阀；66精密空气过滤器；67控制器信号；7样品气供给单元；8仪表空气供给单元。A样品的流向；B冷媒的流向；C热交换器排气的流向；D蒸汽入口流向。具体实施方式涡旋致冷管部件其整体为纯机械结构，结构紧凑、体积小，无运动部件，可应用于任何场合，无须考虑防爆要求，在长期使用中基本不需维护。涡旋致冷管部件的工作介质一般是压缩空气，容易实现自动控制，无须其它能量即可产生近-30℃的低温致冷工质，冷却率极高，冷却温度可以调节。本技术利用涡旋致冷管部件的上述特点，针对
技术介绍
所提到的技术难题，设计出一种涡旋致冷取样装置。该装置将过滤、冷却、除液等功能进行一体化主体结构设计，将涡旋致冷管的致冷效果和样品出口温度的自动控制功能有机结合。涡旋致冷取样装置垂直安装于水平工艺管道上，在装置内部就地进行样品的过滤、冷却、除液、去除有害成分。如图1所示，本技术涡旋致冷取样装置主要包括过滤逆流部件3，冷却脱水部件4，涡旋致冷管部件5，气动温度控制器6。过滤逆流部件3与冷却脱水部件4构成取样装置的主体，通过工艺切断阀2与水平工艺管道1竖直相连，用来过滤工艺样品中的杂质，并使其中水分冷凝并重新返回工艺管道1，同时完成金属过滤网的自清洗功能，涡旋致冷管部件5为装置提供温度-10℃左右、流量不小于0.25m3/min冷却气体，气动温度控制器6对出口样品的温度进行调节和自动控制。如图2所示，过滤逆流部件3采用两端为标准法兰31及法兰36连接的管道中间体结构，中间部位是连接管35，连接管35上安装双金属温度计33，管道内部填充不锈钢金属过滤网，下部分是粗过滤网32，上部分是细过滤网34，上部分的目数比下部分的目数大，其作用是分级过滤样品气中含有的固体颗粒杂质，便于冷凝液回流时将附着在过滤网上的固体杂质带回工艺管道1。这种设计的工作原理是通常情况下，样品气的最终出口流速控制在1500mL/min以内，在直径为50mm的取样器内，其最大流速仅为1.3cm/s；而工艺过程中样品气的流速至少在2m/s以上，根据STOKES定律，当有悬浮颗粒的移动流体速度变慢时，粒子因自身的重力加速向下掉并不再悬浮，因此样品气中绝大多数粉尘等物质并不进入取样系统，这就大大减少了对样品气中粉尘的处理难度。在设计加工时，考虑到过滤逆流部件3需与工艺管道直接相连，为扩大其使用范围，适应化工工艺设计要求，法兰31和法兰36一般选用标准DN50、PN40高颈对焊不锈钢法兰，在焊接时其焊接质量保证6.0MPa水本文档来自技高网...

【技术保护点】
涡旋致冷取样装置，包括有取样通道和取样控制阀，取样控制阀安装在所取样品的工艺管道与取样管道之间，其特征在于：该装置还包括过滤逆流部件、冷却脱水部件和涡旋致冷管部件，所述过滤逆流部件的出口端与冷却脱水部件的进口端竖直连接，构成取样通道，涡旋致冷管部件安装在冷却脱水部件的出口端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏飞，王兆连，钱宁，何定君，胡俊祖，钱耀红，王庆，
申请(专利权)人：天华化工机械及自动化研究设计院苏州自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]