【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤化工过程的气体组分分析与监测，尤其是涉及一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统及方法。
技术介绍
1、高钠煤在热解气化过程中会释放大量钠和氯化合物，这些化合物不仅会对设备(如管道、换热器)造成严重腐蚀，还可能影响后续产品的纯度。此外，钠和氯化合物在高温条件下与其他物质易形成复杂化合物，增加了除尘、脱硫等处理的难度。因此，如何实现高温煤气中钠、氯化合物的有效监测，是煤化工过程控制中的技术难题之一。
2、对于煤中的钠含量和氯含量测定，常用的有燃烧法和萃取法。如公开号为cn108663405a的中国专利文献公开了一种氧弹燃烧快速测定煤中氯含量的检测方法。公开号为cn106769378a的中国专利文献公开了一种精确测定高钠煤中有机钠含量的溶液萃取法。
3、目前，高钠煤研究多集中于燃烧过程中钠和氯化合物的检测，检测方法多采用实验室离线分析。而在煤热解过程中钠和氯化合物的监测及相关研究较为不足。通过对煤气样品的冷却和过滤，采用常规检测方法进行分析。这种方法可以获得高精度的结果，但由于需要对样品进行转运和前处理，导致分析结果存在显著的时间延迟，难以满足煤气化过程中快速调整的需求。部分研究还尝试利用光谱法(如傅里叶变换红外光谱ftir)来进行钠、氯成分的在线监测，但由于高温、高尘的复杂工况，还需要考虑多组分的分析，即结合气相色谱(gc)、质谱(ms)等设备，通过样品冷却和抽样，分析高温煤气中的复杂成分，而针对有机和无机成分的同步分析技术仍不成熟。
4、综合上述研究情况，现阶段的高钠煤研究过程存
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统及方法，可以适应高温高尘环境的高钠煤热解气化过程，能够高效、精准的实现对高温煤气中钠氯的在线监测。
2、一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，包括预冷除尘单元、流量计、冷凝捕集单元、第一收集单元、第二收集单元和综合分析单元；
3、所述预冷除尘单元的出口顺次连接流量计、冷凝捕集单元后分为两路，其中一路焦油管路与第一收集单元的进口连接，另一路气体管路与第二收集单元的进口连接；
4、所述的第一收集单元用于将焦油中的有机钠氯化合物和无机钠氯化合物分别吸收在不同的吸收装置中；所述的第二收集单元用于将气体中的有机钠氯化合物和无机钠氯化合物分别吸收在不同的吸收装置中；
5、所有吸收有机钠氯化合物的吸收装置的底部出液口通过管路汇合，并通过第一混合器后与综合分析单元中对应的有机钠氯分析装置连接；所有吸收无机钠氯化合物的吸收装置的底部出液口通过管路汇合，并通过第二混合器与综合分析单元中对应的无机钠氯分析装置连接。
6、进一步地，所述的预冷除尘单元包括相互连接的换热器和灰尘过滤器。通过初步降低气体温度以达到过滤器的最佳工作温度，保证煤气中的颗粒物和其他杂质被除去。
7、进一步地，所述的第一收集单元包括串联的有机溶剂吸收装置和酸消解吸收装置，其中，有机溶剂吸收装置用于吸收焦油中的有机钠氯化合物，酸消解吸收装置用于吸收焦油中的无机钠氯化合物。
8、首先通过有机溶剂(如丙酮等)对有机钠氯化合物进行吸收收集，其次对于焦油中难以直接提取的无机钠氯化合物采用酸消解(如硝酸等)进行吸收收集。
9、进一步地，所述的第二收集单元包括串联的一级吸收装置、二级吸收装置、三级吸收装置和四级吸收装置，且四级吸收装置通过管路外接抽气机；
10、所述的一级吸收装置、二级吸收装置和四级吸收装置用于吸收气体中的无机钠氯化合物，三级吸收装置用于吸收气体中的有机钠氯化合物。
11、可选择地，所述的一级吸收装置中设有去离子水，二级吸收装置中设有稀硝酸溶液，三级吸收装置中设有乙醇-水混合液，四级吸收装置中设有稀氢氧化钾溶液。
12、第二收集单元是对气体中不同形态的钠氯化合物进行收集，采用多级吸收方式，依次通过多级吸收装置：一级吸收装置(去离子水)，捕集无机钠(如nacl、na2co3)和无机氯(如hcl)；二级吸收装置(稀硝酸溶液)，进一步溶解难溶的无机钠盐，同时捕集部分弱极性的有机氯化合物；三级吸收装置(乙醇-水混合液)，溶解煤气中的有机钠(如钠皂)和有机氯化合物(如氯代芳烃)；四级吸收装置(稀氢氧化钾溶液)，捕集剩余的酸性气体成分(如氯化氢)，转化为钾盐。
13、进一步地，所述的综合分析单元包含无机钠氯分析装置和有机钠氯分析装置；无机钠氯分析装置包括离子体发射光谱仪和离子色谱仪；有机钠氯分析装置包括气相色谱-质谱联用分析仪和液相色谱-质谱联用分析仪。
14、其中，icp-oes(离子体发射光谱仪)用以分析无机吸收液中的钠和氯含量，并具有高灵敏度和多元素同时分析的能力；ic(离子色谱仪)用以测定吸收液中的钠离子(na+)和氯离子(cl-)，进一步提高无机钠和氯的检测精度；gc-ms(气相色谱-质谱联用分析仪)用以分析气体或挥发性吸收液中的有机钠和有机氯化合物，识别分子结构并进行定量；lc-ms(液相色谱-质谱联用分析仪)用以检测难挥发、有高沸点的有机钠和有机氯化合物，补充gc-ms检测的不足。
15、综合分析单元还包括数据分析输出模块，结合管道中配置的流量计，实时监测煤气流速，对各分析装置的检测结果通过数据整合系统进行汇总和分析，输出钠和氯化合物的浓度变化数据或曲线及相关工艺参数。
16、一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测方法，使用上述监测系统，包括以下步骤：
17、s1、高钠煤热解气化产生的高温热解气化气首先进入预冷除尘单元进行降温除尘；
18、s2、经冷却净化后热解气化气经流量计计量后进入冷凝捕集单元进行深度冷凝从而实现气液分离；
19、s3、热解气化气分离后的焦油和气体分别通过第一收集单元和第二收集单元进行处理，将焦油和气体中的有机钠、无机钠、有机氯及无机氯化合物收集于溶剂中；
20、s4、将第一收集单元和第二收集单元中收集到的无机钠氯化合物的溶液进行混合，将第一收集单元和第二收集单元中收集到的有机钠氯化合物的溶液进行混合；
21、s5、将混合后的无机钠氯化合物溶液和有机钠氯化合物溶液分别送至综合分析单元进行钠、氯不同形态化合物的浓度分析。
22、优选地，步骤s2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，包括预冷除尘单元(1)、流量计(4)、冷凝捕集单元(5)、第一收集单元(6)、第二收集单元(9)和综合分析单元(16)；
2.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的预冷除尘单元(1)包括相互连接的换热器(2)和灰尘过滤器(3)。
3.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的第一收集单元(6)包括串联的有机溶剂吸收装置(7)和酸消解吸收装置(8)，其中，有机溶剂吸收装置(7)用于吸收焦油中的有机钠氯化合物，酸消解吸收装置(8)用于吸收焦油中的无机钠氯化合物。
4.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的第二收集单元(9)包括串联的一级吸收装置(10)、二级吸收装置(11)、三级吸收装置(12)和四级吸收装置(13)，且四级吸收装置(13)通过管路外接抽气机(14)；
5.根据权利要求4所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的一级吸收装置(10)中设有去离子水
6.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的综合分析单元包含无机钠氯分析装置和有机钠氯分析装置；无机钠氯分析装置包括离子体发射光谱仪和离子色谱仪；有机钠氯分析装置包括气相色谱-质谱联用分析仪和液相色谱-质谱联用分析仪。
7.一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测方法，其特征在于，使用权利要求1～6中任一项所述的监测系统，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测方法，
...【技术特征摘要】
1.一种高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，包括预冷除尘单元(1)、流量计(4)、冷凝捕集单元(5)、第一收集单元(6)、第二收集单元(9)和综合分析单元(16)；
2.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的预冷除尘单元(1)包括相互连接的换热器(2)和灰尘过滤器(3)。
3.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的第一收集单元(6)包括串联的有机溶剂吸收装置(7)和酸消解吸收装置(8)，其中，有机溶剂吸收装置(7)用于吸收焦油中的有机钠氯化合物，酸消解吸收装置(8)用于吸收焦油中的无机钠氯化合物。
4.根据权利要求1所述的高钠煤热解气化气中钠氯在线监测系统，其特征在于，所述的第二收集单元(9)包括串联的一级吸收装置(10)、二级吸收装置(11)、三级吸收装置(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勤辉，李维成，鲁佳易，徐国辉，吴奇学，解桂林，
申请(专利权)人：东方电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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