在线测量气体采集装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、SO2在线测量气体采集装置，属于脱硫尾气硫磺比值监测【技术领域】。该装置包括检测装置、射流泵、第一除硫器、第二除硫器和流路切换装置，检测装置与射流泵相连，流路切换装置由四通阀主阀、四通阀电磁线圈、四条毛细管和控制继电器组成，四通阀主阀的E接口与第一除硫器连接，四通阀主阀的S接口与射流泵连接，四通阀主阀的C接口与第二除硫器连接，四通阀主阀的D接口与检测装置连接，控制继电器与四通阀电磁线圈连接，控制继电器控制四通阀电磁线圈通断电状态。该装置为一体化集中控制式，结构简单精巧、并以自动化方式控制通路的管路、操作方便、温度便于控制、占地面积小、能耗低。
【专利说明】—种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控h2s、SO2在线测量气体采集装置
【技术领域】
[0001]本发明属于脱硫尾气硫磺比值监测【技术领域】，具体涉及一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控h2s/so2在线测量气体采集装置。
【背景技术】
[0002]对任何一套克劳斯硫磺回收工艺装置而言，其控制重点在于调节酸性气体和空气的体积百分比率，尾气在线分析调节法调节配风比精度高，是使装置处于最佳工况的重要手段，因此，尾气h2s/so2在线分析仪对于整个脱硫装置来说是重要部件。尾气在线分析仪的主要功能是实时监测尾气中h2s、SO2的浓度比，然后将结果反馈给克劳斯炉，指导克劳斯炉的配风调节，提高克劳斯脱硫装置的工作效率。克劳斯尾气依然有一定的硫磺(主要是液态和气态)，因此，在使用在线分析仪时，当样气进入测量仪时，析出的大量固态硫直接凝固在除硫装置，堵塞h2s/so2在线测量仪的管路和检测室，造成系统几天之内就堵塞而无法进一步运行，仪表维护人员又无法及时清理，直接导致分析系统在现场长期处于瘫痪状态。增大工程维护量以及测量成本。
[0003]鉴于此不足，在线分析仪的采样装置技术发展迅速。为了解决尾气中液态硫磺对测量造成的影响，目前采样装置通常采用三种方法:一是冷法取样，二是热法取样，三是并联脱硫器法。其中并联脱硫器法是现在最为常用的方法。
[0004]单质硫的熔点为112°C沸点为444.6°C。当液态硫的温度在130?155°C时，其黏度小(约6?9mPa.s)，此时液硫的流动性最好；当液相硫的温度高于165°C时，其黏度直线上升(达800mPa.s以上)；当液相硫的温度高于190°C以上时，其黏度又重新变小。根据液硫独特的黏温性，设计出的并联脱硫器法，该方法的基本原理是:通过控制开关，使样气交替流经两个并联除硫器，同时，控制除硫器的温度以调节液态硫的粘度，液态硫将在其中一个除硫器中粘度增大并被滞留下来，同时在另外一个除硫器中粘度减小并被吹除回被测管道，达到除硫的效果。具体包括:取样管将被测管道内的待测气体输送到并联的第一除硫器和第二除硫器；温控模块将选择性地降低第一除硫器和第二除硫器内的温度以便待测气体中的硫磺析出；流路切换模块用于选择性地使检测单元和射流泵分别与第一除硫器、第二除硫器连通；检测单元设置在第一除硫器和第二除硫器的下游；加热模块用于使第一除硫器和第二除硫器上下游的管路内的气体、射流泵内的混合气体的温度高于硫磺的析出温度。通过此种设计，硫单质被高效率的滞留并除去。
[0005]但是该方法和其工作装置存在缺陷:整个工作装置的流路切换模块管路布置复杂、成本高、占用体积大，不便于对其温度进行控制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是解决上述问题而提供了一种一体化集中控制式，结构简单精巧、并以自动化方式控制通路的管路、操作方便、温度便于控制、占地面积小、能耗低、成本低的一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控在线测量气体采集装置。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
[0008]一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控43、802在线测量气体采集装置，包括检测装置、射流泵、第一除硫器和第二除硫器，所述检测装置与所述射流泵相连，还包括流路切换装置，所述流路切换装置由四通阀主阀、四通阀电磁线圈、四条毛细管和控制继电器组成，所述四通阀主阀的2接口与所述第一除硫器连接，所述四通阀主阀的3接口与所述射流泵连接，所述四通阀主阀的接口与所述第二除硫器连接，所述四通阀主阀的0接口与所述检测装置连接，所述控制继电器与所述四通阀电磁线圈连接，所述控制继电器控制所述四通阀电磁线圈通断电状态。
[0009]进一步地，所述检测装置的上游连接所述射流泵，下游连接所述0接口。
[0010]进一步地，所述射流泵下游连接所述检测装置，上游连接所述3接口。
[0011]优选地，所述第一除硫器和所述第二除硫器内部安装有过滤网；所述第一除硫器和所述第二除硫器并联。
[0012]进一步地，所述第一除硫器上安装有第一温控装置，所述第二除硫器上安装有第二温控装置；所述第一除硫器的一端与第一采样管相连，所述第二除硫器的一端与第二采样管相连；所述第一除硫器和所述第二除硫器分别连接有第一排废管和第二排废管，所述第一采样管、第二采样管、第一排废管和第二排废管分别安装有四个阀门。
[0013]优选地，所述阀门为气动球阀或单向截止阀。
[0014]进一步地，所述四通阀主阀内设置有活塞，所述活塞可以在所述四通阀主阀内移动。
[0015]优选地，所述四通阀主阀内设置有橡胶部分，所述橡胶为聚四氟乙烯。
[0016]进一步地，所述四通阀电磁线圈内设置有芯铁，所述芯铁的一端连接有弹簧。
[0017]进一步地，所述四通阀电磁线圈通过第一毛细管与所述四通阀主阀的左腔相连，所述四通阀电磁线圈通过第二毛细管与所述3接口相连，所述四通阀电磁线圈通过第三毛细管与所述0接口相连，所述四通阀电磁线圈通过第四毛细管与所述四通阀主阀的右腔相连。
[0018]本发明具有以下优点:
[0019](1)本装置切换模块自成一体、结构简单精巧、操作简单，流路切换模块仅由一个四通阀为中心来控制，线路简单。
[0020](2)本装置可自动连续工作，流路切换由继电器自动控制，继电器自动控制四通阀的电磁线圈使之分别处于的通、断电状态，使四通阀内部不同管路连通，达到自动切换气路流向的目的，方便易行。
[0021](3)本装置占地面积小，体积小，便于温度控制，流路切换模块仅以四通阀为中心，线路布置简单，方便布置加热模块对其进行加热。
[0022](4)本装置的生产成本低、能耗低，流路切换模块只包括四通阀和控制继电器两部分，继电器控制电压低，小电压控制大通路，且通路简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例提供的一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控！！23、802在线测量气体采集装置中尾气由第一除硫器进装置，由第二除硫器出装置的结构示意图；
[0024]图2为本发明实施例提供的一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、SO2在线测量气体采集装置中尾气由第一除硫器出装置，由第二除硫器进装置的结构示意图；
[0025]图3为本发明实施例提供的一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、SO2在线测量气体采集装置在线检测仪的基本结构图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0027]参照图1至图3，一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，包括检测装置21、射流泵5、第一除硫器9、第二除硫器8、流路切换装置24和控制继电器16。检测装置21与射流泵5相连，检测装置21用于检测被测管道内的待测尾气中的H2S/S02含量，并获得其比值。流路切换装置24由四通阀主阀2、四通阀电磁线圈14、四条毛细管和控制继电器16。四通阀主阀2内设置有活塞3，活塞3可以在四通阀主阀2内移动。四通阀主阀2内设置有橡胶，橡胶为聚四氟乙烯，可以起到耐高温和耐腐蚀的效果。四通阀电磁线圈14内设置有芯铁17，芯铁17的一端连接有弹簧15。四通阀主阀2的E接口4与第一除硫器9连接，四通阀主阀2的S接口 6与射流泵5连接，四通阀主阀2的C接口7与第二除硫器8连接，四通阀主阀2的D接口 20与检测装置21连接。控制继电器16与四通阀电磁线圈14连接，控制继电器16控制四通阀电磁线圈14通断电状态，四通阀电磁线圈14与四通阀主阀2相连。检测装置21的上游连接射流泵5，下游连接D接口 20，射流泵5下游连接S接口 6，上游连接检测装置21。
[0028]第一除硫器9和所述第二除硫器8内部安装有过滤网，滤网用于截留待测气体中的硫磺，所述第一除硫器9和所述第二除硫器8并联。第一除硫器上9安装有第一温控装置22，第二除硫器8上安装有第二温控装置26。第一温控装置22和第二温控装置26，整个装置设有加热装置，加热装置用于加热第一除硫器9和第二除硫器8上下游管路的气体、射流泵5内混合气体、四通阀主阀内混合气体的温度，使其高于硫磺析出温度。第一温控装置22和第二温控装置26用于选择性地降低或增高第一除硫器9和第二除硫器8的温度，以便调整尾气中的硫元素粘度。如120°C时硫磺的粘度很大，140°C时硫磺的粘度较小，此时的硫磺容易被除硫器截留。硫磺的熔点为112°C，温度在(112°C，155°C ]时，液态硫磺的粘度逐渐降低；温度在(155°C，190°C )时，液态硫磺的粘度逐渐上升；温度在[190°C，260°C )，液态硫磺的粘度逐渐下降，其中当液相硫的温度在130?155°C时，其黏度小(约6?9mPa -s)，此时液硫的流动性最好；当液相硫的温度高于165°C时，其黏度直线上升(达800mPa.s以上)；当液相硫的温度高于190°C以上时，其黏度又重新变小。第一除硫器9的一端与第一采样管10相连，第二除硫器8的一端与第二采样管11相连。第一除硫器9和第二除硫器8还分别连接有第一排废管23和第二排废管27，采样管和排废管分别设有四个阀门，阀门为气动球阀或单向截止阀。四通阀电磁线圈14通过第一毛细管I与四通阀主阀2的左腔相连，四通阀电磁线圈14通过第二毛细管12与S接口 6相连，四通阀电磁线圈14通过第三毛细管19与D接口 20相连，四通阀电磁线圈14通过第四毛细管13与四通阀主阀2的右腔相连。
[0029]该装置的监测方法的流程为:
[0030](^1)控制继电器16控制四通阀电磁线圈14，使四通阀电磁线圈14处于断电状态，毛细管1与毛细管12相通；
[0031](八2)在射流泵5的作用下，四通阀主阀2左腔低压，右腔高压，活塞3向左移，2接口 4与3接口 6接通；
[0032](八3)在射流泵5的作用下，被测管道内含有硫磺的待测尾气进入第一除硫器9，第一温控装置22调整第一除硫器9温度，液态硫磺在第一除硫器9中粘度正增大并被截留；
[0033](八4)由第一除硫器9排出的待测气体由2接口4进入四通阀主阀2 ；
[0034](八5)待测尾气由3接口6排出，进入射流泵5，射流泵5内混合气体的温度高于硫磺的析出温度；
[0035](八6)由射流泵5排出的气体进入检测装置21，经过分析得出待测尾气中被测气的含量；
[0036](八7)检测装置21排出的样气由0接口20进入四通阀主阀2，并由0接口 7排出，样气进入第二除硫器8并被排出进入被测管道25，第二温控装置26控制第二除硫器8的温度，使其中液态硫磺粘度增大并被吹回被测管道25。
[0037](八8)由控制继电器16控制四通阀电磁线圈14，使四通阀电磁线圈14处于通电状态，此时芯铁17在弹簧15的作用下滑至右端，毛细管12与毛细管13连通；
[0038](八9)经过射流泵5的作用，四通阀主阀2右腔产生低压，左腔产生高压，活塞3在压差作用下向右移动'接口 7与3接口 6接通；
[0039](八10)在射流泵5的作用下，被测管道内含有硫磺的待测尾气进入第二除硫器8，第二温控装置26控制第二除硫器8的温度，使液态硫磺在第二除硫器8中粘度正增大并被截留；
[0040](八11)由第二除硫器8排出的待测尾气由接口7进入四通阀主阀2；
[0041](八12)待测尾气由3接口6排出，进入射流泵5，射流泵5内混合气体的温度高于硫磺的析出温度；
[0042](八13)由射流泵5排出的气体进入检测装置21，经过分析得出待测尾气中被测气的含量；
[0043](八14)检测装置21排出的样气由0接口20进入四通阀主阀2，并由2接口 4排出，样气进入第一除硫器9并被排出进入被测管道25，第一温控装置22控制第一除硫器9的温度，使液态硫磺在第一除硫器9中粘度增大并被吹回被测管道25。
[0044]将本装置用在在焦化硫磺尾气中，被测管道内的待测气体的温度为1601，压力为0.025腿测量范围为(0?2?01%，302的测量范围为(0?2) ^01 %，第一采样管10和第二采样管11在被测管道的同一径向截面上，第一温控装置22和第二温控装置26控制第一除硫器9和第二除硫器8的温度，调节其中液态硫磺的粘度。
[0045]控制继电器16控制四通阀电磁线圈14处于断电状态，此时样气进入第一除硫器9，在第一除硫器9中，第一温控装置22控制其中的温度为1201 (也可设置在1651 -1901期间)，此时液态硫磺的粘度高，流动性很差，被截留在第一除硫器9中。被处理后的样气进入2接口 4，由3接口 6出四通阀主阀2流经射流泵5，进入检测装置20。被检测后的气体进入0接口 20，并由接口 7出四通阀2，进入第二除硫器8。第二温控装置26控制其中温度为1501，此时液态硫磺的粘度很小，液态硫磺随着样气被吹回被测管道25。之后控制继电器16控制四通阀的电磁线圈14，使之处于通电状态，此时，第一除硫器9和第二除硫器8切换工作模式，第二除硫器8进气(温度为120°C )，第二除硫器9出气(温度为150°C )。通过控制四通阀的通断电，采样可以不断循环地进行。
[0046]本装置切换模块自成一体、结构简单精巧、操作简单，流路切换模块仅由一个四通阀为中心来控制，线路简单。本装置可自动连续工作，流路切换由继电器自动控制，继电器自动控制四通阀的电磁线圈使之分别处于的通、断电状态，使四通阀内部不同管路连通，达到自动切换气路流向的目的，方便易行。本装置占地面积小，体积小，便于温度控制，流路切换模块仅以四通阀为中心，线路布置简单，方便布置加热模块对其进行加热。本装置的生产成本低、能耗低，流路切换模块只包括四通阀和控制继电器两部分，继电器控制电压低，小电压控制大通路，且通路简便。
[0047]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控&3、SO2在线测量气体采集装置，包括检测装置、射流泵、第一除硫器和第二除硫器，所述检测装置与所述射流泵相连，其特征在于，还包括流路切换装置，所述流路切换装置由四通阀主阀、四通阀电磁线圈、四条毛细管和控制继电器组成，所述四通阀主阀E接口与所述第一除硫器连接，所述四通阀主阀的S接口与所述射流泵连接，所述四通阀主阀的C接口与所述第二除硫器连接，所述四通阀主阀的D接口与所述检测装置连接，所述控制继电器与所述四通阀电磁线圈连接，所述控制继电器控制所述四通阀电磁线圈通断电状态。
2.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述检测装置的上游连接所述射流泵，下游连接所述D接口。
3.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述射流泵下游连接所述检测装置，上游连接所述S接口。
4.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述第一除硫器和所述第二除硫器内部安装有过滤网；所述第一除硫器和所述第二除硫器并联。
5.根据权利要求4所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述第一除硫器上安装有第一温控装置，所述第二除硫器上安装有第二温控装置；所述第一除硫器的一端与第一采样管相连，所述第二除硫器的一端与第二采样管相连；所述第一除硫器和所述第二除硫器分别连接有第一排废管和第二排废管，所述第一采样管、第二采样管、第一排废管和第二排废管分别安装有四个阀门。
6.根据权利要求5所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述阀门为气动球阀或单向截止阀。
7.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、SO2在线测量气体采集装置，其特征在于，所述四通阀主阀内设置有活塞，所述活塞可以在所述四通阀主阀内移动。
8.根据权利要求7所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述四通阀主阀内设置有橡胶部分，所述橡胶为聚四氟乙烯。
9.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控H2S、S02在线测量气体采集装置，其特征在于，所述四通阀电磁线圈内设置有芯铁，所述芯铁的一端连接有弹簧。
10.根据权利要求1所述的高温高湿强稳性克劳斯脱硫过控h2s、SO2在线测量气体采集装置，其特征在于，所述四通阀电磁线圈通过第一毛细管与所述四通阀主阀的左腔相连，所述四通阀电磁线圈通过第二毛细管与所述S接口相连，所述四通阀电磁线圈通过第三毛细管与所述D接口相连，所述四通阀电磁线圈通过第四毛细管与所述四通阀主阀的右腔相连。
【文档编号】G01N1/24GK104316366SQ201410498645
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王黎, 涂怡然, 冯小娜, 张海波, 孙义, 夏正海, 刘森, 程诚, 张佳凤, 全玮, 王捷, 胡宁 申请人:中国石油化工股份有限公司, 武汉科技大学