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取样器

一种高温含氨气体取样系统的冷却装置

时间:2018-01-06 14:47:35 查看:41
内容摘要:[0025] 图中 :1- 反应器气相出口主管道 ;2- 取样管道 ;3- 取样高温高压阀 ;4- 高温高压排污阀 ;5- 预冷器 ;6- 冷却介质进口 ;7- 冷却介质出口 ;8- 取样冷却器 ;9- 减压阀 ;10- 取样阀 ;11- 取样容器 ;12- 预冷器冷却介质出口 ...
[0025] 图中 :1- 反应器气相出口主管道 ;2- 取样管道 ;3- 取样高温高压阀 ;4- 高温高压
排污阀 ;5- 预冷器 ;6- 冷却介质进口 ;7- 冷却介质出口 ;8- 取样冷却器 ;9- 减压阀 ;10- 取
样阀 ;11- 取样容器 ;12- 预冷器冷却介质出口 ;13- 预冷器样品气入口 ;14- 冷却器样品气
入口 ;15- 冷却器样品气出口 ;16- 二氧化碳固体吸收剂 ;17- 氨气固体吸收剂。
具体实施方式
[0026] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而
不是限定。
[0027] 本发明所需要取样的样品气经过连接在取样管道 2 上的取样高温高压阀 3 和高温
高压排污阀 4 排空后,再关闭高温高压排污阀 4 进入各级取样冷却器 8 对应的预冷器 5,经
过初步预冷之后,进入多级取样冷却器 8,可以采用自来水作为低温介质从进水口分别进入
各级取样冷却器 8,作用之后的低温介质从各级取样冷却器 8 的冷却介质出口 7 排出,汇总
之后的热水不直接排走,而是作为各级预冷器 5 的低温介质分成几路分别进入预冷器 8,发
挥作用后作为废水排出取样装置后再加以对富集后的热量进行利用。
[0028] 取样冷却器 8 用于电厂脱硝尿素水解反应器的气相取样冷却装置,包括壳体和盘
管,所述壳体顶端设置顶盖,底端设置底座,顶盖上一侧设置冷却介质进口 6,对称的另一侧
设置冷却介质出口 7。
[0029] 对气样氨气浓度较低或组分中水分含量相对较小的情况下,在壳体内部设置一组
或多组热交换效率较高的双蛇形 / 双螺旋结构连续盘管,采用单层或多层冷却管排列结
构,具体组数由所需冷却面积的计算得来,较外层冷却管口设置在壳体顶盖偏心位置,与冷
却器样品气入口 14 连接,较内层冷却管口设置在壳体顶盖对称的偏心位置,与冷却器样品
气出口 15 连接。
[0030] 而对于气样氨气浓度较高或者组分中水分含量相对较高的情况下,采用的取样冷
却器 8,在壳体内部设置多组垂直平行的直管式换热管,管内走冷却介质,底部一侧设置冷
却介质进口 6,顶部另一侧设置冷却介质出口 7。壳体内部填充一定高度的固体气样处理填
充剂,气样经过预冷器 5 后,从冷却器顶部自上而下分布均匀的流过填充剂,从底部排出,
进入后续管道。填充剂被多次浸渍后,由可拆卸的冷却器顶部倾倒而出,处理之后可多次循
环利用。同时也能够采用相应的液体作为气体吸收剂,当采用液体做气体吸收剂时,需要将
冷却器样品气入口 14 设置在取样冷却器 8 的下方,将冷却器样品气出口 15 设置在上方。
[0031] 其中,取样冷却器 8 所涉及的导管均采用不锈钢材质,可避免在长期的取样过程
管道被腐蚀从而污染样品,使所取样品失去真实性 ;其能够用于高温汽液混合物的在线取
样。取样冷却器组中的取样冷去器 8 的可组合构成,组合数目根据样品的初始条件、冷却介
质参数及所要达到平均温差等具体参数获得。取样冷却器 8 结构紧凑、耐腐蚀、传热效率
高、管道阀门的拆卸和清洗简单、使用寿命长。预冷器采用管壳式换热器,进行简单换热,完
成冷却介质的二次利用 ;具体的如下面三个实施例所述。
[0032] 实例 1
[0033] 本发明一种高温含氨气体取样系统的冷却装置,如图 1 所示,包括连接在反应器
气相出口主管道 1 上的取样管道 2,以及依次连接在取样管道上的预冷器 5 和取样冷却器
8 ;取样管道 2 上依次设置有高温高压阀组 3 和高温高压排污阀 4 ;冷却器样品气出口 15 连
CN 104667842 A 说 明 书
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接的管道上依次设置有减压阀 9 和取样阀 10 以及取样容器 11 ;如图 2 所示,本优选实施例
中的取样冷却器组采用一个取样冷却器 8 组成,适用于对气样氨气浓度较低或组分中水分
含量相对较小的情况。一个取样冷却器 8 设置一个预冷器 5,形成一组冷却装置,取样管道
上来的样品气首先经预冷器样品气入口 13 进入预冷器 5,经过预冷后 5 进入取样冷却器 8,
取样冷却器一侧设置冷却介质入口 6,另一侧为冷却介质出口 7,经过取样冷却器 8 出来的
样品气通过冷去器样品气出口进入后续仪表阀门进行进一步取样,取样冷却器 8 的冷却介
质出口 7 出来的低温介质作为预冷器 5 的冷却介质入口物料,经过预冷器换热后从冷却介
质出口 12 排出进入别的单元进行再利用。
[0034] 实例 2
[0035] 本发明一种高温含氨气体取样系统的冷却装置,如图 3 所示,在实例 1 的基础上,
在反应器出口气相主管道 1 上的取样管道 2 上连接的取样冷却器组内增加一组冷却装置,
设置在高温高压取样阀组的后面,分两路分别进入两个预冷器 5,再分别进入各自取样冷却
器 8,从各自取样冷却器 8出来的样品气经过换热降温处理后一起进入减压阀 9前的管道进
行后续取样工作,冷却介质从单元外来,分别经球阀控制进入两组取样冷却器 8 的进水口
6,经过换热后冷却介质从各自取样冷却器排出,汇总之后分别进入 2 组冷却装置的预冷器
5 进行冷却介质的再利用,再从预冷器的冷却介质出口排出,进入其他单元再利用。
[0036] 实例 3
[0037] 本发明一种高温含氨气体取样系统的冷却装置,如图 4 所示,对于气样氨气浓度
较高或者组分中水分含量相对较高的情况,由于尿素水溶液浓度的不同,气相中含有的氨
气、水、二氧化碳的比例也不同。若同时不影响氨气和二氧化碳的组分含量,只能使用中性
干燥剂,但大部分常用中性干燥剂因与产品气发生反应,生成其他产物,不能采用。为了更
好的测试产品气中的氨气含量,可以设置两个特殊的填充剂冷却器分两次进行处理测试,
第一次取样的样品气体仅经过填充二氧化碳固体吸收剂 16 的取样冷却器,干燥水分和二
氧化碳,排出水分和二氧化碳的干扰,较终取样后测试获得气样中氨气浓度,二氧化碳固体
吸收剂 16 能够优选的采用固体氢氧化钠 ;然后通过阀门控制切换管路进行第二次取样,取
样气样仅经过填充氨气固体吸收剂 17 的取样冷却器 8,先除去氨气,之后取样测试获得气
样中二氧化碳浓度 ;两次的结果可以分别计算较终得到产品气各个组分含量 ;切换顺序可
以调换,从而能够快速准确的实现针对性的采集和测量。

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