一种高温气体中细粉量和焦油量测定的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于一种用于测定气体中细粉量和焦油量的装置，具体涉及一种高温 气体中细粉量和焦油量测定的装置。
【背景技术】
[0002] 能源是人类赖以生存和发展的物质基础。我国的能源结构表现为:石油与天然气 等资源贫乏，煤炭资源相对丰富。其中低阶煤占很大比重，近几年来，低阶煤的分级转化利 用生产工艺技术取得了长足发展，要实现全面、协调、可持续发展，走出一条兼顾高效、环保 和经济的新型煤炭工业化道路，就必须提高低阶煤转化效率、大幅度降低污染物排放、发展 洁净煤技术，其中开发先进的低阶煤分级转化利用技术，已经成为能源领域科技界和企业 界的共识。
[0003] 低阶煤分级转化利用技术中粗煤气中细粉量和焦油量是关键参数，直接影响低阶 煤分级转化利用工艺的总体设计、系统布置和工艺运行性能。具体而言：
[0004] 1)通过粗煤气中细粉量的测定，才能精确设计细粉分离机构，将大量高温固体物 料从粗煤气气流中分离出来，进而使后续工艺得到的焦油中细粉含量达到指标；
[0005] 2)通过粗煤气中焦油量的测定，才能准确设计焦油分离机构，将焦油从净化后的 粗煤气完全分离出来，实现低阶煤的高效清洁利用。
[0006] 现有的粗煤气中细粉量和焦油量的测定方面一直未取得成功，主要在于以下方 面:细粉量和焦油量的测定多是依据理论计算数据估算，但理论计算数据的估算值与工业 运行数据偏差较大;细粉量和焦油量的测定少部分采用了实验检测，但实验装置较为简单， 难以精确测定高温气体中的细粉量和焦油量。
[0007] 如何实现精确测定高温气体中细粉量和焦油量，开发出结构优化的粗煤气中细粉 量和焦油量的测定装置对低阶煤分级转化利用技术的发展至关重要。
【发明内容】
[0008] 本实用新型的第一个目的在于设计一种结构简单，成本低，可测定高温气体中细 粉量和焦油量的装置。
[0009] 本实用新型的高温气体中细粉量和焦油量的测定装置由取气单元，气固分离单 元，气液分离单元组成；
[0010] 所述的取气单元所述的取气单元由取气管、取样阀门、第一加热保温电炉丝、第一 压力测量仪、第一温度测量仪、第一气体反吹管、第一气体反吹阀门组成，取气管一端插在 高温气体主管道内，取样阀门置于取气管上并靠近高温气体主管道，在取气管的取样阀门 之后依次有第一压力传感器、第一温度传感器和第一气体反吹管，取气管另一端通过阀门 与旋风分离器相连，第一气体反吹管末端与取气管相连，第一气体反吹阀门位于第一气体 反吹管管线上;第一加热保温电炉丝缠绕在取气管上。
[0011] 所述的气固分离单元由旋风分离器、气体过滤器、第二加热保温电炉丝、上细粉收 集罐、下细粉收集罐、第二气体反吹阀门、第二气体反吹管、气体过滤器出口连接管道、第二 压力测量仪、第二温度测量仪和阀门组成，旋风分离器进口通过阀门与取气管相连，旋风分 离器的固体排料口依次与上细粉收集罐、下细粉收集罐相连，旋风分离器的气体出口与气 体过滤器细粉排出口相连，气体过滤器的气体出口经过气体过滤器出口连接管道和气体过 滤器后阀门与降温管一端相连，第二气体反吹管与气体过滤器出口连接管道相连，第二加 热保温电炉丝缠绕在旋风分离器、气体过滤器、上细粉收集罐上，第二压力测量仪、第二温 度测量仪插入气体过滤器出口连接管道内，第二气体反吹阀门与第二气体反吹管连接；
[0012] 所述的气液分离单元由降温管、不锈钢盘管、焦油收集罐、冷冻冰箱、连接管、抽气 栗、转子流量计、放空阀门、煤气放空管组成，降温管上端与气体过滤器后阀门相连，降温管 末端连接阀门，阀门与不锈钢盘管一端相连，不锈钢盘管末端伸入焦油收集罐中，焦油收集 罐是密封的，不锈钢盘管、焦油收集罐置于冷冻冰箱内，压力测量仪P3、温度测量仪T3置于 降温管末端，另一套压力测量仪P4、温度测量仪T4置于连接管上，抽气栗入口通过连接管与 焦油收集罐连接，抽气栗出口连接转子流量计，压力测量仪P5、温度测量仪T5置于转子流量 计的气体出口管道上，转子流量计的气体出口管道通过放空阀门与煤气放空管相连。
[0013] 如上所述的取气管直径d与旋风分离器直径D1之比为0.125-0.25;旋风分离器直 径D1与旋风分离器高度为H1之比为0.15-0.25 ;取气管直径d与气体过滤器直径D2之比为 0.06-0.25;气体过滤器直径D2与气体过滤器高度H2之比为0.05-0.25。
[0014] 本实用新型的高温气体中细粉量和焦油量的测定方法包括如下步骤：
[0015] ⑴气体反吹
[0016] 装置运行前，打开抽气栗、第一气体反吹阀门、气体过滤器后阀门和放空阀门，关 闭取样阀门和第二气体反吹阀门，采用氮气或惰性气体反吹取气单元、气固分离单元、气液 分离单元，防止各单元被细粉堵塞；
[0017] (2)预热
[0018] 气体反吹后，开启取气单元中第一加热保温电炉丝和气固分离单元中的第二加热 保温电炉丝，使得所述的取气管和气体过滤器的温度控制在500°C_650°C;
[0019] (3)二次气体反吹
[0020] 当取气管和气体过滤器的温度达到500°c-650°c时，采用经预热的氮气或惰性气 体反吹取气单元、气固分离单元，气液分离单元，确保装置内部无细粉；
[0021] (4)取样
[0022]关闭第一气体反吹阀门和第二气体反吹阀门，开启取样阀门，取气5-30分钟；
[0023] (5)装置停车
[0024]打开第一气体反吹阀门，采用经预热的氮气或惰性气体反吹取气单元3-5分钟，关 闭取样阀门，同时关闭气体过滤器后阀门，关闭第一气体反吹阀门，打开第二气体反吹阀 门，用经预热的氮气或惰性气体反吹气固分离单元3-10分钟；
[0025] (6)细粉量和焦油量测定
[0026]采用天平称量气固分离单元中下细粉收集罐分离出的细粉量Μ和气液分离单元中 焦油收集罐分离下的液体量ml，将气液分离单元分离下的液体进行蒸馏脱水，称量脱水后 的液体量为m2,所脱出的水的质量为m3,通过转子流量计计量累计气量为G，用四氢呋喃或 甲苯洗涤气液分离单元中的不锈钢盘管，将洗涤液蒸馏，蒸馏处四氢呋喃或甲苯，剩余的液 体量为m4，即焦油总量为m=m2+m4;
[0027] 本实用新型具有如下优点：
[0028] (1)通过对取气管，旋风分离器，气体过滤器，上细粉收集罐温度的控制，使得收集 到的焦油完全以气体的形式通过气体过滤器，使得气体过滤器不会被液态焦油所覆盖，进 而使气体过滤器将细粉捕集，实现高温气体中细粉量的精确测定；
[0029] (2)通过冷冻冰箱长时间的冷冻，可以充分将焦油冷凝下来，进而可精确测量高温 气体中焦油量；
[0030] (3)取样前通过两次气体反吹，可以防止管道被堵塞，同时使得取气管道、气体过 滤器、旋风分离器附着的焦油被吹扫掉，以免影响实验的精度；
[0031] (4)该发明结构简单，易实现。
【附图说明】
[0032] 图1是一种高温气体中细粉量和焦油量的测定结构示意图。
[0033]【附图说明】，1是高温气体主管道，2是取气管，3是取样阀门，4是第一加热保温电炉 丝，5是第一压力测量仪，6是第一温度测量仪，7是第一气体反吹管，8是第一气体反吹阀门， 9是旋风分离器，10是气体过滤器，11是第二加热保温电炉丝，12是上细粉收集罐，13是放空 管，14是下细粉收集罐，15是第二气体反吹阀门，16是第二气体反吹管，17是气体过滤器出 口连接管道，18是第二压力测量仪，19是第二温度测量仪，20是气体过滤器后阀门，21是降 温管，22是不锈钢盘管，23是焦油收集罐，24是冷冻冰箱，25是连接管，26是抽气栗，27是转 子流量计，28是放空阀门，29是煤气放空管。
【具体实施方式】
[0034] 实施方式中，提供了用于在高温气体中测定细粉量和焦油量的方法，本发明的测 定方法及其专用设备结合【附图说明】如下：
[0035] 本实用新型的高温气体中细粉量和焦油量的测定装置由取气单元，气固分离单 元，气液分离单元组成；
[0036] 所述的取气单元所述的取气单元由取气管2、取样阀门3、第一加热保温电炉丝4、 第一压力测量仪5、第一温度测量仪6、第一气体反吹管7、第一气体反吹阀门8组成，取气管2 一端插在高温气体主管道1内，取样阀门3置于取气管2上并靠近高温气体主管道1，在取气 管2的取样阀门3之后依次有第一压力传感器5、第一温度传感器6和第一气体反吹管7,取气 管2另一端通过阀门与旋风分离器9相连，第一气体反吹管7末端与取气管2相连，第一气体 反吹阀门8位于第一气体反吹管7管线上;第一加热保温电炉丝4缠绕在取气管2上。
[0037] 所述的气固分离单元由旋风分离器9、气体过滤器10、第二加热保温电炉丝11、上 细粉收集罐12、下细粉收集罐14、第二气体反吹阀门15、第二气体反吹管16、气体过滤器出 口连接管道17、第二压力测量仪18、第二温度测量仪19和阀门组成，旋风分离器进口 9通过 阀门与取气管2相连，旋风分离器9的固体排料口依次与上细粉收集罐12、下细粉收集罐14 相连，旋风分离器9的气体出口与气体过滤器10细粉排出口相连，气体过滤器10的气体出口 经过气体过滤器出口连接管道17和气体过滤器后阀门20与降温管21-端相连，第二气体反 吹管16与气体过滤器出口连接管道17相连，第二加热保温电炉丝11缠绕在旋风分离器9、气 体过滤器10、上细粉收集罐12上，第二压力测量仪18、第二温度测量仪19插入气体过滤器出 口连接管道17内，第二气体反吹阀门15与第二气体反吹管16连接；
[0038]所述的气液分离单元由降温管21、不锈钢盘管22、焦油收集罐23、冷冻冰箱24、连 接管25、抽气栗26、转子流量计27、放空阀门28、煤气放空管29组成，降温管21上端与气体过 滤器后阀门20相连，降温管21末端连接阀门，阀门与不锈钢盘管22-端相连，不锈钢盘管22 末端伸入焦油收集罐23中，焦油收集