一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，属于检测控制技术领域。本发明专利技术的在线监测系统，包括煤气预处理单元、分析单元、尾气排放净化单元、校准单元和自动控制单元，所述的煤气预处理单元对煤气进行脱除杂质，分析单元分析煤气的成分，尾气排放净化单元对煤气进行催化燃烧；所述的校准单元对分析单元进行校准定标；所述的自动控制单元对各单元进行控制和监控，并对检测数据进行传输。对煤气采用液态清洗剂洗涤+固态吸附剂吸附+下进上出式逆流冷却脱水干燥技术进行处理，有效的脱除焦炉煤气中的焦油、苯、萘等有机物，避免其结晶对管路造成堵塞。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统
本专利技术涉及检测控制
，更具体地说，涉及一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统。
技术介绍
就钢铁生产而言，冶金过程副产煤气包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等，目前已被再利用于钢铁生产过程，用途包括燃烧加热、化工原料、工艺需求等。冶金过程副产煤气主要特点：①差异性大，各种煤气成分及含量完全不同；②波动性大，同种煤气不同炉窑，同一炉窑不同时间均存在较大差异；③杂质多，就焦炉煤气而言不仅湿度大，而且含有焦油、苯、萘、硫化氢、粉尘等杂质。就利用方式而言，经常采用掺混调配使用，必要时，需要配入天然气等其它气源。因此，精确的在线煤气监测是保证煤气高效、安全利用的前提。目前，冶金过程副产煤气成分分析主要采用离线人工取样、离线分析方式，测量结果的实时性、代表性、精确性难以保证。相比燃烧法热值仪(华白指数仪)，成分法更能了解煤气组成，实现煤气的精确调配及利用。成分法分为在线抽取法及原位激光法，煤气中水汽、粉尘及测量成分少等问题困扰，制约了原位激光法的使用范围；而焦炉煤气带来的焦油、萘等物质造成取样管路堵塞问题，直接影响到在线抽取法分析系统的运行稳定性。因此，开发一套适用范围广、精确、稳定、可靠的成分法煤气在线监测系统，实时、持久、可靠地满足能源精确管控及现场使用精确控制要求意义重大。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题鉴于对煤气进行成分法进行分析，会被煤气中水汽、粉尘及测量成分少等问题困扰，且焦炉煤气带来的焦油、萘等物质造成取样管路堵塞问题，会影响到在线抽取法分析系统的运行稳定性，本专利技术提供了一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，解决了上述问题，能够实时、持久、可靠地满足能源精确管控及现场使用精确控制。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，包括煤气预处理单元、分析单元、尾气排放净化单元、校准单元和自动控制单元，所述的煤气预处理单元对煤气进行脱水除尘，分析单元分析煤气的成分，尾气排放净化单元对煤气进行催化燃烧；所述的校准单元对分析单元进行校准定标；所述的自动控制单元对各单元进行控制和监控，并对检测数据进行传输。更进一步地，所述的煤气预处理单元包括取样球阀、除水罐、清洗罐、汽水分离罐、冷凝器冷腔、第一过滤器和吸附器；所述的取样球阀一端与进气管连接，另一端与除水罐连通，所述的除水罐、清洗罐、第一过滤器和吸附器通过管道依次连通；所述的吸附器同时与两个汽水分离罐连接，每个汽水分离罐均连接一个冷凝器冷腔；所述的冷凝器冷腔经校准单元接入分析单元。更进一步地，所述的清洗罐和吸附器设置为两级串联；所述的冷凝器冷腔为逆流式，煤气从冷凝器冷腔下端进入，从冷凝器冷腔上端排出。更进一步地，所述的校准单元包括切换阀和标气罐，所述的切换阀为三通阀，标气罐通过切换阀接入分析单元。更进一步地，所述的分析单元包括控制器、流量计、第一分析仪、第二分析仪和第三分析仪；所述的控制器与流量计连接，流量计分两路，分别接入第一分析仪以及串联连接的第二分析仪和第三分析仪。更进一步地，所述的第一分析仪为C、H分析仪，第二分析仪为H2分析仪，第三分析仪为O2分析仪。更进一步地，所述的校准单元和分析单元之间还连接有切断阀和第二过滤器。更进一步地，所述的分析单元与尾气排放净化单元连接，尾气排放净化单元包括催化燃烧装置，对煤气进行催化燃烧后排空。更进一步地，所述的自动控制单元包括控制仪、温度传感器和泄漏报警仪；所述的控制仪通过信号线与系统的各个部件电连接；所述的温度传感器监测环境温度，泄漏报警仪监测环境中CO含量，温度传感器和泄漏报警仪同样与控制仪电连接。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)鉴于对煤气进行成分法进行分析时，焦炉煤气带来的焦油、萘等物质造成取样管路堵塞问题，会影响到在线抽取法分析系统的运行稳定性，本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，对煤气采用液态清洗剂洗涤+固态吸附剂吸附+下进上出式逆流冷却脱水干燥技术进行处理，有效的脱除焦炉煤气中的焦油、苯、萘等有机物，避免其结晶对管路造成堵塞。(2)本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，采用可调滤波光谱技术检测CO、CO2、CH4、CnHm(丙烷、乙烷、乙烯、乙炔)等成分，相比传统的电化学法和非分光红外法(NDIR)，具有可识别及测量的组分更多，精度、稳定、可靠、系统简单、低维护等诸多优势。(3)本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，采用催化燃烧技术对检测后外排煤气进行净化处理，实现安全、环保效果；同时本专利技术的系统简约，维护量低，不需要设置增压气泵及反吹系统，对采样过程干扰更少、安全性更高、故障率更低。(4)本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，设置两级串联清洗罐和两级串联吸附器，将煤气中的焦油、苯、萘等有机物充分吸收，再利用两级并联的冷凝器冷腔，将残余萘晶体排除，有效防止管路堵塞。附图说明图1为本专利技术系统的整体安装示意图。图中标号说明：1、进气管；2、压力传感器；3、取样球阀；4、除水罐；5、清洗罐；6、手动球阀；7、汽水分离罐；8、排水阀；9、冷凝器冷腔；10、第一过滤器；11、吸附器；12、切换阀；13、标气罐；14、切断阀；15、第二过滤器；16、控制器；17、流量计；18、第一分析仪；19、第二分析仪；20、第三分析仪；21、催化燃烧装置；22、信号线；23、控制仪；24、温度传感器；25、泄漏报警仪。具体实施方式本专利技术的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，采用直接采样分析方式，通过气体分析仪器进行分析检测，即：煤气采样管来的正压煤气经过汽水分离、洗涤、冷却干燥、脱硫除尘稳流后，进入气体分析仪分析。值得说明的是：1、本专利技术中，煤气处理采用液态清洗剂洗涤+固态吸附剂吸附+下进上出式逆流冷却脱水干燥技术，有效解决的采样管路堵塞问题：液态清洗剂洗涤：采用液体石蜡清洗剂对煤气中焦油、苯、萘等有机物进行物理吸附清洗；固态吸附剂吸附：采用吸附剂为活性氧化铝颗粒，进行干燥的同时对煤气中焦油、苯、萘等有机物进行进一步物理吸附，不对原煤气成分产生变化影响；下进上出式逆流冷却脱水干燥技术：经过洗涤、吸附处理后的煤气从冷凝器冷腔下部进入，与煤气冷凝水逆向流动，残余的萘晶体随冷凝水排出，防止煤气中萘在冷腔中冷却结晶，造成堵塞。2、采用可调滤波光谱技术检测CO、CO2、CH4、CnHm(丙烷、乙烷、乙烯、乙炔)等成分，相比传统的电化学法和非分光红外法(NDIR)，具有可识别及测量的组分更多，精度、稳定、可靠、系统简单、低维护等诸多优势。3、采用催化燃烧技术对检测后外排煤气进行净化处理，实现安全、环保效果。4、系统简约，维护量低：不需要设置增压气泵及反吹系统，对采样过程干扰更少、安全性更高、故障率更低。为进一步了解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，包括煤气预处理单元、分析单元、尾气排放净化单元、校准单元和自动控制单元，其特征在于：所述的煤气预处理单元对煤气进行脱除杂质，分析单元分析煤气的成分，尾气排放净化单元对煤气进行催化燃烧；所述的校准单元对分析单元进行校准定标；所述的自动控制单元对各单元进行控制和监控，并对检测数据进行传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，包括煤气预处理单元、分析单元、尾气排放净化单元、校准单元和自动控制单元，其特征在于：所述的煤气预处理单元对煤气进行脱除杂质，分析单元分析煤气的成分，尾气排放净化单元对煤气进行催化燃烧；所述的校准单元对分析单元进行校准定标；所述的自动控制单元对各单元进行控制和监控，并对检测数据进行传输。


2.根据权利要求1所述的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，其特征在于：所述的煤气预处理单元包括取样球阀(3)、除水罐(4)、清洗罐(5)、汽水分离罐(7)、冷凝器冷腔(9)、第一过滤器(10)和吸附器(11)；所述的取样球阀(3)一端与进气管(1)连接，另一端与除水罐(4)连通，所述的除水罐(4)、清洗罐(5)、第一过滤器(10)和吸附器(11)通过管道依次连通；所述的吸附器(11)同时与两个汽水分离罐(7)连接，每个汽水分离罐(7)均连接一个冷凝器冷腔(9)；所述的冷凝器冷腔(9)经校准单元接入分析单元。


3.根据权利要求2所述的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，其特征在于：所述的清洗罐(5)和吸附器(11)设置为两级串联；所述的冷凝器冷腔(9)为逆流式，煤气从冷凝器冷腔(9)下端进入，从冷凝器冷腔(9)上端排出；所述的清洗罐(5)内填充液体石蜡清洗剂，吸附器(11)中填充活性氧化铝颗粒作为吸附剂，煤气进入吸附器(11)同样为下进上出。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于冶金副产煤气的成分法在线监测系统，其特征在于：所述的校准单元包括切换阀(12)和标气罐(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周劲军，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34