本实用新型属于自动化仪表测量技术领域，具体涉及一种煤气取样预处理装置。
背景技术：
在现代的钢铁行业生产过程中，煤气在炉膛的燃烧能否充分被利用，达到既节能又满足生产的目标。一般燃料气使用的是高炉、焦炉煤混合气体。煤气加压站通常按照一定的比例将两种煤气进行混合，输送给炉膛使用。煤气的热值等数据的准确测量，是实现混合煤气的精确配比、安全监控、节能减排的重要指标。
目前在线使用的热值仪由四个单元构成，分别是预处理单元，气体分析单元，分析校对单元，控制及通信单元。热值仪预处理装置是分析测量系统中重要和关键的部分。由于使用的煤气中含有焦油、奈、硫化氢等化合物杂质，对预处理装置样气的处理存在很大影响。可见预处理装置运行效果的好坏将直接影响到热值测量的准确性、稳定性。
热值仪的预处理装置由气水分离器，粗过滤器，电冷过滤单元，精细过滤器，减压稳压单元五部分组成，样气经气水分离器进行水洗，以去除样气中的灰尘、硫化氢；水洗后的样气通过粗过滤器后，将焦油、萘、硫化物、灰尘滤出；经过电冷过滤单元，杂质成分进一步滤除，气体中的水被冷凝，落入下面的储水罐内；干燥的样气送入精细过滤器进一步除水和杂质；经减压稳压单元样气进入分析仪。
常规的热值仪预处理装置存在以下缺陷：气水分离器采用常温水对样气进行洗涤净化，温差小，焦炉煤气中的奈不能完全结晶析出，没有去除掉的奈在预处理后续的过滤器、连接管路中结晶析出造成堵塞；粗过滤器滤芯只能够部分滤除杂质，另一部分杂质随样气进入下一级过滤装置中，电冷过滤单元采用电子制冷器对样气进行冷凝除水，但在实际应用中制冷效率低，净化负担大，除水效果偏弱；精细过滤器过滤芯由于长时间使用造成堵塞，需经常使用压缩空气或低压氮气进行反吹清理。
混合煤气因焦油、萘分子比较小，采用预处理装置尽管经过粗细二级过滤、净化洗涤，但净化效果不佳，没有被除去的奈及杂质在后续的冷凝器中因温度的降低结晶析出而堵塞冷凝器的过滤芯及管路，造成预处理系统疏通清理周期短，维护量大，影响热值仪测量准确性、稳定性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种满足在线热值仪预处理系统处理样气品质要求的煤气取样预处理装置。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种煤气取样预处理装置，该处理装置包括煤气管道1、PLC控制器17、恒温加热器13和温度测量仪20，煤气管道1上设有一次取样阀门2，一次取样阀门2与粗过滤器3连接，粗过滤器3分别连接有主份管路和备份管路，所述主份管路由依次相连的第一电磁阀4，第一活性炭过滤器8，设在第一活性炭过滤器8两端的第一差压变送器18和第二电磁阀6组成，备份管路由依次相连的第三电磁阀5，第二活性炭过滤器9，设在第二活性炭过滤器9两端的第二差压变送器19和第四电磁阀7组成，主份管路和备份管路均与热值仪分析主机12连接，所述第一活性炭过滤器8和第二电磁阀6之间设有第一排污阀10，所述第二活性炭过滤器9和第四电磁阀7之间设有第二排污阀11，第一排污阀10和第二排污阀11均与室外排放管14连接；恒温加热器13和温度测量仪20均设在氮气进气管15进气的一端上，氮气进气管15另一端分别连接有第五电磁阀16和第六电磁阀21，第五电磁阀16与第二活性炭过滤器9连接，第六电磁阀21与第一活性炭过滤器8连接；PLC控制器17分别与第一电磁阀4、第二电磁阀6、第三电磁阀5、第四电磁阀7、第五电磁阀16、第六电磁阀21、第一排污阀10和第二排污阀11、第一差压变送器18、第二差压变送器19、恒温加热器13和温度测量仪20连接。
优选的，第一差压变送器18和第二差压变送器19的差压检测量程为0-10KPa。
优选的，恒温加热器13采用220VAC电源加热，加热功率为1000W。
优选的，温度测量仪20的测量器件为PT100热电阻。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）本实用新型中将两套活性炭过滤器进行完善，在活性炭过滤器进、出口管路引入第一差压变送器和第二差压变送器，第一差压变送器和第二差压变送器差压信号的大小作为衡量活性炭过滤性能好坏的标志，该检测信号偏大，说明活性炭吸附能力变差、活性炭杂质较多，可通过PLC控制器自动触发活性炭过滤器的自动切换，达到热值仪预处理系统正常工作的目的。
2）本装置活性炭过滤器中吸附的焦油、萘、硫化物杂质的自动有效去除也是通过PLC控制器实现的：增加一套电恒温加热器及温度测量仪，电恒温加热器对氮气进行加热，加热后的氮气温度达到85℃-100℃范围，引入差压较大活性炭过滤器（PLC控制器实现），活性炭在高温氮气的作用下，吸附的焦油、萘、硫化物等杂质被析出、排放。第一差压变送器和第二差压变送器的差压降低到一定数值，意味着活性炭吸附能力恢复，可以继续使用。另一台活性炭过滤器差压偏大时，PLC控制器触发恒温加热器，同样进行氮气高温吹扫，并实现管路活性炭过滤器的切换，达到滤除活性炭杂质的目的，保障气路畅通，预处理系统正常工作。
附图说明
图1为本实用新型的管网流程示意图；
图中：1.煤气管道、2.一次取样阀门、3.粗过滤器、4.第一电磁阀、 5.第三电磁阀、6.第二电磁阀、7.第四电磁阀、8.第一活性炭过滤器、9.第二活性炭过滤器、10.第一排污阀、11.第二排污阀、12.热值仪分析主机、13.恒温加热器、14.室外排放管、15.氮气进气管、16.第五电磁阀、17.PLC控制器、18.第一差压变送器、19.第二差压变送器、20.温度测量仪、21.第六电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型一种煤气取样预处理装置，该处理装置包括煤气管道1、PLC控制器17、恒温加热器13和温度测量仪20，煤气管道1上设有一次取样阀门2，一次取样阀门2与粗过滤器3连接，粗过滤器3分别连接有主份管路和备份管路，所述主份管路由依次相连的第一电磁阀4，第一活性炭过滤器8，设在第一活性炭过滤器8两端的第一差压变送器18和第二电磁阀6组成，备份管路由依次相连的第三电磁阀5，第二活性炭过滤器9，设在第二活性炭过滤器9两端的第二差压变送器19和第四电磁阀7组成，主份管路和备份管路均与热值仪分析主机12连接，所述第一活性炭过滤器8和第二电磁阀6之间设有第一排污阀10，所述第二活性炭过滤器9和第四电磁阀7之间设有第二排污阀11，第一排污阀10和第二排污阀11均与室外排放管14连接；恒温加热器13和温度测量仪20均设在氮气进气管15进气的一端上，氮气进气管15另一端分别连接有第五电磁阀16和第六电磁阀21，第五电磁阀16与第二活性炭过滤器9连接，第六电磁阀21与第一活性炭过滤器8连接；PLC控制器17分别与第一电磁阀4、第二电磁阀6、第三电磁阀5、第四电磁阀7、第五电磁阀16、第六电磁阀21、第一排污阀10和第二排污阀11、第一差压变送器18、第二差压变送器19、恒温加热器13和温度测量仪20连接。其中第一差压变送器18和第二差压变送器19的差压检测量程为0-10KPa，恒温加热器13采用220VAC电源加热，加热功率为1000W，温度测量仪20的测量器件为PT100热电阻。
本实用新型在具体使用时，煤气由煤气管道1经一次取样阀门2进入粗过滤器3内进行一级过滤后进入主份管路，过滤后的样气经第一电磁阀4进入第一活性炭过滤器8，再经第二电磁阀6进入热值仪分析主机12进行热值分析，主份管路在经过一段时间后，第一活性炭过滤器8两端的第一差压变送器18检测出其差压达到2KPa，说明杂质对第一活性炭过滤器8造成了堵塞，差压信号传递至PLC控制器17，PLC控制器17启动备份管路进行含量分析，即第三电磁阀5、第二活性炭过滤器9、第四电磁阀7所在的管路，同时关闭第一电磁阀4，切断主份管路的采样气路，此时PLC控制器17控制恒温加热器13加热经由氮气进气管15进入的氮气，氮气加热后经过第六电磁阀21，第一活性炭过滤器8，第一排污阀10后经过室外排放管14排出室外，氮气的温度需达到85-100℃，由PT100热电阻进行检测，通过调节氮气阀门的进气量实现温度的自动控制，此过程持续8-10分钟，第一活性炭过滤器8中的杂质排放彻底后，氮气加热与进气自动终止。