一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法
【专利摘要】一种适用于化工装置气体仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法，所述在线清理装置包括：用于与仪表取样口法兰密闭连接的固定法兰，贯通设置于固定法兰上的清理杆及设置于固定法兰上的密封罩，设置于清理杆底端、用于清理仪表取样口管壁高毒杂质的清理板，连接密封罩的冲氮开关阀及氮气过滤调压器。所述一种适用于化工装置气体仪表取样口高毒杂质在线清理方法使仪表取样口杂质清理处于一种密闭、隔绝状态下作业，继而规避作业人员的安全风险。
【专利说明】一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及仪表检测领域，特别是，本发明涉及一种适用于化工装置气体仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法，所述高毒杂质包括苯、甲苯、高炉煤气、硫化氢、氰化物等。
【背景技术】
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[0002]在煤化工企业的生产中，一个显著的特点是荒煤气在回收、精制过程中会产生一种黏度很大的焦油介质，这种黏度很大的焦油介质虽经电捕焦油器净化处理，但仍有少量的焦油及包括苯、甲苯、高炉煤气、硫化氢、氰化物等的高毒杂质躲过电捕焦油器进入下道工序。焦油夹带着工艺介质中的其他固体类杂质形成半固体的黏性物质依附在装置的管壁上。由于仪表的取样口的管道口径一般很小，上述半固体的黏性物质便成为取样管道的堵塞物。首当其冲的是，脱硫制酸系统的压力变送器、流量变送器的取样口频频堵塞，轻者影响产品的质量和产量，重者会导致停产等事故发生。由于焦油是煤化工企业生产过程中必不可少的一种工艺介质，其黏度大也是焦油的一个固有特性，因此要克服焦油杂质对仪表取样口的不利影响，只有采取定期清理方法及时将仪表取样口的焦油杂质清理干净，以保障仪表取样口畅通无阻。
[0003]现有的常规的仪表取样口杂质清理方法是，在脱硫制酸废气处理系统中多处安装有压力变送器取样口。当需要清理取样口内焦油杂质及包括苯、甲苯、高炉煤气、硫化氢、氰化物等的高毒杂质时，作业人员须打开取样口出口阀B，采用木棒或其他硬质类棒形工具穿过球形取样口出口阀B后，在取样口管道内上下反复捣鼓焦油杂质A，通过棒形工具铲除取样口内焦油杂质。
[0004]现有的常规清理技术缺陷是，清理取样口内焦油杂质时，必须先打开取样口出口阀，而脱硫制酸生产过程中形成的气体是一种易燃易爆、有毒有害气体，所述有毒有害气体为高毒杂质，包括苯、甲苯、高炉煤气、硫化氢、氰化物等。虽然作业人员带有防毒面具作业，但作业人员中毒危险依然存在、且对周边环境的影响依然存在。
[0005]如前所述，现有的、常规的仪表取样口内焦油杂质清理致命缺陷是，仪表取样口焦油杂质清理作业过程中，装置与外界未密封、隔绝，即，生产装置与外界是处于联通的、敞开的状态；导致作业过程中装置内的有毒有害的剩余气体外溢，从而给装置周边的环境及作业人员的安全带来风险。
【发明内容】
[0006]为克服所述问题，本发明的目的在于，提供一种适用于化工装置气体仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法，所述一种适用于化工装置气体仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其清理方法通过一种特制的仪表取样口杂质清理工具实现仪表取样口杂质清理处于一种密闭、隔绝状态下作业，继而规避作业人员的安全风险。
[0007]本发明的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置的技术方案下:
[0008]一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于，
[0009]所述在线清理装置包括:用于与仪表取样口法兰密闭连接的固定法兰，贯通设置于固定法兰上的清理杆及设置于固定法兰上的密封罩，设置于清理杆底端的清理板，连接密封罩的冲氮开关阀及氮气过滤调压器，
[0010]所述清理装置密封罩3由钢圈301、钢圈301上部的顶部封板302、设置于顶部封板302中心孔305的滑动密封件303构成。
[0011 ] 所述钢圈与顶部封板通过电焊连接，使用时，打开仪表取压口的出口阀门，此时清理装置如同一块“盲板”隔绝了生产装置与外界的联系。
[0012]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于，
[0013]所述滑动密封件303为安装于密封罩的中心孔305上的具有滑动式接触密封性能的骨架油封，
[0014]所述骨架油封包括:密封骨架3031，设置于清理杆101外周、用于周向密封清理杆101外周缘的环形密封唇3033及安装在环形密封唇3033内的弹簧3032，弹簧3032施以环形密封唇一个周向密封清理杆101的作用力，
[0015]所述骨架油封的外圈形成与顶部封板302的中央孔静止式密封，
[0016]所述骨架油封的内圈形成与清理杆101之间的滑动式密封，
[0017]所述环形密封唇3033与清理杆101之间为过盈配合，即环形密封唇的内径小于清理杆101的直径。
[0018]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于，
[0019]环形密封唇与清理杆101的接触端为自由端，当清理杆101插入滑动密封件303时，环形密封唇可在清理杆101的作用下胀开，且在弹簧3032的作用下紧紧地抵压、包裹清理杆101，从而起到滑动密封作用。
[0020]根据本发明，其中骨架油封的弹簧安装在环形密封唇内，给环形密封唇一个四周紧贴清理杆101的作用力，通过环形密封唇对清理杆101四周施加的压紧力使得清理杆101在上下运动过程中保持与环形密封唇之间无间隙。
[0021]所述滑动密封件303由密封骨架3031、弹簧3032和环形密封唇3033部件组成。所述密封骨架3031和弹簧3031均采用金属制作，环形密封唇3033采用丁醋橡胶材质，采用丁醋橡胶材质是鉴于丁醋橡胶具有较强的柔性和可塑性，是用于密封细颗粒、液体以及气体的良好材质。
[0022]根据本发明，所述密封骨架3031嵌入在滑动密封件303的四周，其作用为密封骨架如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强滑动密封件的作用，并使滑动密封件能保持良好形状及张力，良好的张力能保障密封件303的外圈与钢圈301之间具有良好的密封性能。
[0023]根据本发明，所述弹簧3032安装在环形密封唇3033内，弹簧3032给环形密封唇一个四周包裹清理杆101的作用力。所述环形密封唇3033与清理杆101之间为过盈配合。即环形密封唇的内径小于清理杆101的直径。
[0024]但环形密封唇与清理杆101的接触端为自由端，当清理杆101插入滑动密封件303时，环形密封唇可在清理杆101的作用下胀开，且在弹簧3032的作用下紧紧地包裹清理杆101,从而起到滑动密封作用。
[0025]根据本发明，所述密封骨架和弹簧采用金属制作，环形密封唇口采用橡胶材质，(丁醋)橡胶材质具有较强的柔性和可塑性，用于良好密封。
[0026]根据本发明，所述密封骨架为“L”形。
[0027]根据本发明，所述环形密封唇口采用丁醋橡胶材质。
[0028]根据本发明，所述清理板2与清理杆101之间采取螺纹啮合连接。
[0029]本发明又提供一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法。
[0030]根据本发明的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，
[0031]使用如下清理装置，所述在线清理装置包括:用于与仪表取样口法兰密闭连接的固定法兰，贯通设置于固定法兰上的清理杆及设置于固定法兰上的密封罩，设置于清理杆底端的清理板，连接密封罩的冲氮开关阀及氮气过滤调压器，
[0032]所述清理装置密封罩3由钢圈301、钢圈301上部的顶部封板302、设置于顶部封板302中心孔305的滑动密封件303构成，
[0033]取样口出口阀B处于关闭位置，将固定法兰与仪表取样口出口阀的法兰BI联接为一体，然后操作仪表取样口出口阀手柄B2，使取样口出口阀由关闭位置至打开位置，再通过手柄，联动清理板102伸入取样口出口阀B内腔，将焦油杂质A从仪表取样口的管壁内剥离。
[0034]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，向密封罩内冲入氮气以压制有毒有害气体，并通过氮气过滤调压器上的压力表监控冲入氮气的压力，杜绝清理作业过程中有毒有害气体外溢。
[0035]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，通过所述氮气过滤调压器6将冲入氮气减压到45KPa至60KPa。
[0036]由此，可以较大幅度地节约氮气的用量。
[0037]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述滑动密封件303为安装于密封罩的中心孔305上的具有滑动式接触密封性能的骨架油封，
[0038]所述骨架油封包括:密封骨架3031，设置于清理杆101外周、用于周向密封清理杆101外周缘的环形密封唇3033及安装在环形密封唇3033内的弹簧3032，弹簧3032施以环形密封唇一个周向密封清理杆101的作用力，
[0039]所述骨架油封的外圈形成与顶部封板302的中央孔静止式密封，
[0040]所述骨架油封的内圈形成与清理杆101之间的滑动式密封，
[0041]所述环形密封唇3033与清理杆101之间为过盈配合，即环形密封唇的内径小于清理杆101的直径。
[0042]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，
[0043]所述顶部封板的上端位置开有一个凹槽作为油封座，用于嵌入滑动密封件303。
[0044]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，
[0045]所述密封骨架为“L”形。
[0046]根据本发明所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述环形密封唇口采用丁醋橡胶材质。
[0047]根据本发明，所述清理板2与清理杆101之间采取螺纹啮合连接。所述清理板的横截面为圆环形，其直径与被疏通的管道直径相近，外圈为光边，内圈车有一段螺纹。
[0048]根据本发明，所述密封骨架和弹簧采用金属制作，环形密封唇口采用丁醋橡胶材质，丁醋橡胶材质具有较强的柔性和可塑性，是用于密封的良好材质。
[0049]在密封罩的中心孔305上安装了一个具有滑动式接触密封性能的骨架油封，所述密封罩的中心孔与清理杆之间属于滑动式接触，以防清理作业时有毒有害气体从密封罩的中心孔与清理杆的间隙处逃逸。
[0050]根据本发明，为预防有毒有害气体从油封处意外逃逸，使用时，向密封罩内冲入氮气压制有毒有害气体，并通过氮气过滤调压器上压力表监控所冲入氮气的压力，进一步杜绝清理作业过程中有毒有害气体外溢的风险。
[0051]根据本发明，使剥离后的焦油杂质随工业废气一起经真空泵送至焚烧炉处理。
[0052]根据本发明的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置极其方法，如附图1，焦油杂质清理作业前，先关闭或检查取样口出口阀B处于关闭位置，然后卸下压力变送器(未图示)，用螺栓将固定法兰与仪表取样口出口阀的法兰BI可靠地联接为一体，然后操作仪表取样口出口阀手柄B2，使取样口出口的球阀(未图示)由关闭位置至打开位置，再由上至下操作手柄，从而联动清理板102伸入取样口出口阀B内腔，如同“推土机”一样将焦油等高毒杂质A从仪表取样口的管壁内剥离，剥离后的焦油杂质随工业废气一起经真空泵送至焚烧炉处理。
[0053]根据本发明的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置及其方法，通过定期清理仪表取样口内焦油杂质避免了因取样口的堵塞，影响压力、流量的计量或检测，进而可避免对产品质量的影响、保障装置安全稳定运行。
[0054]根据本发明，打破了现有的非密闭状态下清理或清堵取样口内高毒杂质的常规方法，规避了作业人员在清理过程中有可能发生的中毒事故的风险，同时避免了装置有毒有害气体外泄污染环境的不利影响。
[0055]根据本发明，由于采用了长距离的清理杆，使作业人员远离危险源，进一步地降低了事故风险；由于采用了面积较大的清理，可以提高清理仪表取样口杂质的作业效率。由于采用了过滤调压器处理保压的气源，在保障安全的前提下，降低了清理仪表取样口高毒杂质的作业成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0056]图1为一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法示意图。
[0057]图2为一种仪表取样口高毒杂质清理装置结构图。
[0058]图3为清理装置清理杆结构图。
[0059]图4A，B分别为清理装置清理板结构的剖视图和俯视图。
[0060]图5A，B分别为清理装置密封罩结构的剖视图和俯视图。
[0061]图6A，B分别为图5A清理装置密封罩安装结构示意图及密封件部位放大示意图。
[0062]图中，101为清理杆，102为清理板，103为操作手柄，104为外螺纹,3为密封罩,4为固定法兰，5为冲氮开关阀，6为过滤调压器，7为联接钢管，8为仪表管接头，9为弯曲铜管，301为密封罩钢圈，302密封罩顶部封板，303为密封罩滑动密封件，304为密封罩冲氮孔，305为滑动密封件安装孔。3031密封骨架，3033环形密封唇，3032弹簧。
[0063]B取样口出口阀，BI仪表取样口出口阀的法兰，B2仪表取样口出口阀手柄，A焦油杂质。
【具体实施方式】
[0064]实施例
[0065]下面结合附图及实施例对本发明专利作进一步说明。本实施例为某化工企业脱硫制酸装置废气处理系统压力变送器取样口焦油杂质的在线清理。
[0066]如附图2所示一种仪表取样口高毒杂质清理工具结构图，所述一种仪表取样口高毒杂质清理工具由清理杆101、清理板102、密封罩3、固定法兰4、冲氮开关阀5、过滤调压器6等部件组成。其中，清理杆穿过密封罩的中心孔后与清理板之间用螺纹连接。用螺纹连接的目的是鉴于，清理杆的直径、长度是固定不变的，而清理板的直径是随不同的取样口直径大小变化而变化的，对于直径不同的取样口应选用不同直径的清理板，用螺纹连接方式可以很方便地更换不同直径的清理板。密封罩与固定法兰之间采用电焊连接，采用电焊连接的目的是鉴于，密封罩与固定法兰之间可以实现良好的密封性能。冲氮开关阀通过联接钢管7与密封罩连接，其中，冲氮开关阀与联接短管之间采用螺纹连接，联接短管与密封罩通过电焊连接。过滤调压器的左端通过两个仪表管接头8以及弯曲铜管9与冲氮开关阀连接；过滤调压器的左端通过仪表管接头与氮气的气源管路(其他装置，未图示)连接。其中，仪表管接头采用铜制卡套式接头，采用铜制卡套式接头是鉴于，铜制卡套式接头内置后卡套、前卡套等密封部件，具有良好的密封性能。采用弯曲铜管的目的是鉴于管路有足够的变形余量，可避免管路受到拉伸应力而影响密封性能。
[0067]所述冲氮开关阀5采用不锈钢仪表球阀，用于作业过程中投用或切断氮气。所述过滤调压器6采用的型号为YGK4-air2000，其作用是鉴于管道内酸气压力不足45KPa，将压力为IMPa的工业氮气减压到60KPa，可以较大幅度地节约氮气的用量。此外，过滤调压器6的另外一个作用是，可将工业氮气内的杂质净化，以避免氮气内杂质对混入装置内，影响后续产品的质量。
[0068]如附图3所示清理装置清理杆结构图，所述由清理装置清理杆包括清理杆101和操作手柄103，在清理杆的下端车有一段外螺纹104，用于与清理板102啮合连接。所述清理杆与操作手柄之间采用电焊连接，均采用铜制材质。采用铜制材质的目的是鉴于，作业场所为防爆区域，铜制材质可以预防作业过程中因摩擦、碰撞产生火花而引发爆炸事故。所述清理杆的直径为18mm、长度为700mm,所述操作手柄的直径为18mm、长度为150mm,所述手柄护套为橡胶材质，嵌套在操作手柄的左右两端的外侧。
[0069]如图4A，B的清理装置清理板结构图所示，所述清理板为圆环形，外径为450mm，内径为18mm，厚度为8mm，内圈车有一段内螺纹，用于与清理杆101啮合连接。
[0070]如图5A，B的清理装置密封罩结构图所示，所述密封罩由钢圈301、顶部封板302、滑动密封件303三个部件组成。所述钢圈与顶部封板通过电焊连接，均采用lCrl8Ni9Ti不锈钢材质制作。所述钢圈直径为90mm,高毒为55mm,厚度为5mm。所述滑动密封件嵌入在顶部封板的中心圆孔上。所述钢圈的右侧上部开有一个直径为12mm的冲氮孔304，用于通入氮气。所述顶部封板为由一圆形钢板制成，其直径为90mm,厚度为10mm。顶部封板的中心位置开有一个直径为18mm圆孔305，用于嵌入滑动密封件303。
[0071 ] 如图6A，B所示的滑动密封件303结构及密封原理图，所述滑动密封件303由密封骨架3031、弹簧3032和环形密封唇3033部件组成。所述密封骨架3031和弹簧3031均采用金属制作，环形密封唇3033采用丁醋橡胶材质，采用丁醋橡胶材质是鉴于丁醋橡胶具有较强的柔性和可塑性，是用于密封细颗粒、液体以及气体的良好材质。
[0072]所述密封骨架3031嵌入在滑动密封件303的四周，其作用为密封骨架如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强滑动密封件的作用，并使滑动密封件能保持良好形状及张力，良好的张力能保障密封件303的外圈与钢圈301之间具有良好的密封性能。所述弹簧3032安装在环形密封唇3033内，弹簧3032给环形密封唇一个四周包裹清理杆101的作用力。所述环形密封唇3033与清理杆101之间为过盈配合，即环形密封唇的内径小于清理杆101的直径，但环形密封唇的下端为自由端，当清理杆101插入滑动密封件303时，环形密封唇可在清理杆101的作用下胀开，且在弹簧3032的作用下紧紧地抵压、包裹清理杆101，从而起到滑动密封作用。
[0073]如前所述，在密封罩3内，钢圈301、顶部封板302、固定法兰4之间均是采用电焊密封，由于清理杆101与固定法兰4之间不具备密封条件，故在密封罩3的上端采用了滑动密封件303，以保障由密封罩3的下端泄漏的气体控制在密封罩3内，另通过冲氮孔304引入氮气，以阻止危险气体由密封罩3的下端泄漏至密封罩内。其作用是预防滑动密封件故障时有害气体大量地泄漏出密封罩，具有与滑动密封件303 —起构成密封的双保险作用。
[0074]根据本发明，由于采用了长距离的清理杆，使作业人员远离危险源，进一步地降低了事故风险；由于采用了面积较大的清理，可以提高清理仪表取样口杂质的作业效率。由于采用了过滤调压器处理保压的气源，在保障安全的前提下，降低了清理仪表取样口高毒杂质的作业成本。
【权利要求】
1.一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于， 所述在线清理装置包括:用于与仪表取样口法兰密闭连接的固定法兰，贯通设置于固定法兰上的清理杆及设置于固定法兰上的密封罩，设置于清理杆底端、用于清理仪表取样口管壁高毒杂质的清理板，连接密封罩的冲氮开关阀及氮气过滤调压器， 所述清理装置密封罩(3)由钢圈(301)、钢圈(301)上部的顶部封板(302)、设置于顶部封板(302)中心孔(305)的滑动密封件(303)构成。
2.如权利要求1所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于， 所述滑动密封件(303)为安装于密封罩的中心孔上的具有滑动式接触密封性能的骨架油封， 所述骨架油封包括:密封骨架(3031)，设置于清理杆(101)外周、用于周向密封清理杆(101)外周缘的环形密封唇(3033)及安装在环形密封唇(3033)内的弹簧(3032)，弹簧(3032)施以环形密封唇一个周向密封清理杆(101)的作用力， 所述骨架油封的外圈形成与顶部封板(302)的中央孔静止式密封， 所述骨架油封的内圈形成与清理杆之间的滑动式密封， 所述环形密封唇(3033)与清理杆(101)之间为过盈配合，即环形密封唇的内径小于清理杆的直径。
3.如权利要求1所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理装置，其特征在于，环形密封唇与清理杆的接触端为自由端，当清理杆插入滑动密封件(303)时，环形密封唇可在清理杆(101)的作用下胀开，且在弹簧(3032)的作用下紧紧地抵压、包裹清理杆，从而起到滑动密封作用。
4.一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，使用如下清理装置，所述在线清理装置包括:用于与仪表取样口法兰密闭连接的固定法兰，贯通设置于固定法兰上的清理杆及设置于固定法兰上的密封罩，设置于清理杆底端的清理板，连接密封罩的冲氮开关阀及氮气过滤调压器， 所述清理装置密封罩(3)由钢圈(301)、钢圈(301)上部的顶部封板(302)、设置于顶部封板(302)中心孔(305)的滑动密封件(303)构成， 取样口出口阀(B)处于关闭位置，将固定法兰与仪表取样口出口阀的法兰(BI)联接为一体，然后操作仪表取样口出口阀手柄(B2)，使取样口出口阀由关闭位置至打开位置，再通过手柄，联动清理板(102)伸入取样口出口阀(B)内腔，将高毒杂质从仪表取样口管壁剥离。
5.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，向密封罩内冲入氮气以压制有毒有害气体，并通过氮气过滤调压器上的压力表监控冲入氮气的压力，杜绝清理作业过程中有毒有害气体外溢。
6.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，通过所述氮气过滤调压器(6)将冲入氮气减压到45KPa至60KPa。
7.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述滑动密封件(303)为安装于密封罩的中心孔(305)上的具有滑动式接触密封性能的骨架油封， 所述骨架油封包括:密封骨架(3031)，设置于清理杆(101)外周、用于周向密封清理杆(101)外周缘的环形密封唇(3033)及安装在环形密封唇(3033)内的弹簧(3032)，弹簧(3032)施以环形密封唇一个周向密封清理杆(101)的作用力， 所述骨架油封的外圈形成与顶部封板(302)的中央孔静止式密封， 所述骨架油封的内圈形成与清理杆之间的滑动式密封， 所述环形密封唇(3033)与清理杆(101)之间为过盈配合，即环形密封唇的内径小于清理杆的直径。
8.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述顶部封板的上端位置开有一个凹槽作为油封座，用于嵌入滑动密封件(303)。
9.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述密封骨架为“L”形。
10.如权利要求4所述的一种仪表取样口高毒杂质在线清理方法，其特征在于，所述环形密封唇口采用丁醋橡胶材质。
【文档编号】B08B15/04GK104415921SQ201310363329
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】尹双龙, 艾德跃, 张雷 申请人:上海宝钢化工有限公司