取样装置的制作方法

1.本公开涉及煤加氢气化技术领域，尤其涉及一种取样装置。


背景技术：

2.煤加氢气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式。
3.在生产过程中为了核算气体及油品的产率，通常使用取样器对煤加氢气化产生的粗煤气进行取样测试，以对加氢气化性能进行评估。但在取样的过程中，粗煤气中的高沸点油品会粘壁、堵塞管道，影响气化性能的核算和取样器的正常工作，因此需要定期对取样器进行清洗。
4.然而，现有技术中对取样器进行清洗时，需要将取样器的堵塞部件拆开，并将清洗溶剂倒入该堵塞部件中，以对取样器进行清洗，然而，由于大部分溶剂挥发分较强，操作时需要佩戴好防护用品，并且每次拆卸安装比较繁琐。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种取样装置。
6.本公开提供了一种取样装置，包括油气冷却器、油水收集分离罐以及用于盛装清洗溶剂的溶剂罐；
7.所述油气冷却器的入口用于与煤气化装置的粗煤气出口连通，所述油气冷却器用于对由所述粗煤气出口排出的粗煤气进行冷却；所述油水收集分离罐的入口与所述油气冷却器的出口连通；
8.所述溶剂罐具有溶剂出口，所述溶剂出口与所述油水收集分离罐连通，以使所述清洗溶剂进入至所述油水收集分离罐内对所述油水收集分离罐进行浸泡清洗；所述油水收集分离罐具有可供清洗后的混合液排出的第一排放口。
9.可选的，所述油气冷却器的出口和所述油水收集分离罐的入口之间通过第一管路连通；
10.所述溶剂出口与所述第一管路连通，以使所述清洗溶剂经所述第一管路进入至所述油水收集分离罐中，以对所述第一管路进行清洗。
11.可选的，所述溶剂出口通过第二管路与所述油气冷却器连通，以使所述清洗溶剂经所述油气冷却器进入至所述油水收集分离罐中，以对所述油气冷却器和所述油水收集分离罐进行清洗。
12.可选的，所述油水收集分离罐顶部的气体出口处连通有第三管路；
13.所述溶剂出口与所述第三管路连通，以使所述清洗溶剂经所述第三管路进入至所述油水收集分离罐中，以对所述第三管路进行清洗。
14.可选的，所述取样装置还包括质量流量计；
15.所述质量流量计设置在所述第三管路上并与所述油水收集分离罐连通，所述质量
流量计用于检测所述第三管路中流体的质量流量。
16.可选的，所述第一排放口和所述溶剂罐之间通过第四管路连通，以使所述混合液经所述第四管路回流至所述溶剂罐内。
17.可选的，所述取样装置还包括过滤器；
18.所述过滤器靠近所述溶剂出口设置，所述过滤器用于对经所述溶剂出口排出的所述清洗溶剂进行过滤。
19.可选的，所述溶剂罐上还设置有加气管，所述加气管具有进气口和出气口，所述出气口与所述溶剂罐连通，所述加气管用于向所述溶剂罐内加入惰性气体，以气力输送所述溶剂罐内的清洗溶剂。
20.可选的，所述取样装置还包括活性炭吸附罐；
21.所述溶剂罐的顶部设置有气体排放口，所述活性炭吸附罐与所述气体排放口连通，所述活性炭吸附罐用于至少吸附所述粗煤气中的挥发分及所述惰性气体携带出的部分所述混合液。
22.可选的，所述溶剂罐的底部设置有第二排放口，所述第二排放口用于排放所述溶剂罐内的沉淀物。
23.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
24.本公开提供的取样装置，通过设置油气冷却器、油水收集分离罐以及用于盛装清洗溶剂的溶剂罐，其中，油气冷却器的入口与煤气化装置的粗煤气出口连通用于对粗煤气出口排出的粗煤气进行冷却，油水收集分离罐的入口与油气冷却器的出口连通。溶剂罐具有溶剂出口，溶剂出口与油水收集分离罐连通，以使清洗溶剂进入至油水收集分离罐内对油水收集分离罐进行浸泡清洗，油水收集分离罐具有可供清洗后的混合液排出的第一排放口。具体使用时，清洗溶剂从溶剂罐上的溶剂出口流出并进入油水收集分离罐中，使清洗溶剂浸泡在油水收集分离罐内，即，清洗溶剂对油水收集分离罐进行清洗，与此同时，油水收集分离罐内的堵塞物逐渐析出并混合在清洗溶剂内形成混合液。待清洗完成后，混合液从第一排放口排出，从而实现了对油水收集分离罐的清洗，无需拆卸堵塞的油水收集分离罐，即可使用清洗溶剂对其进行清洗，使用方便，同时，清洗时无需手工注入清洗溶剂，避免了挥发分较强的清洗溶剂对操作工造成伤害，安全性好。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
26.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本公开实施例所述取样装置的流程示意图。
28.其中，1、油气冷却器；2、油水收集分离罐；3、溶剂罐；4、活性炭吸附罐；5、质量流量计；6、过滤器；7、粗煤气进口阀；8、油水收集分离罐进口阀；9、尾气第一道放空阀；10、尾气第二道放空阀；11、流量计副线阀；12、油品排放阀；13、溶剂出口阀；14、溶剂进第三管路阀；15、溶剂进油气冷却器阀；16、混合液回流阀；17、第一惰性气体充压阀；18、溶剂罐尾气放空
阀；19、第二惰性气体充压阀；20、清洗溶剂进溶剂罐阀；21、油水取样瓶；22、气体取样阀；23、废溶剂导淋阀；24、第一管路；25、第二管路；26、第三管路；27、第四管路；28、冷却水进管；29、冷却水出管；30、加气管；31、清洗溶剂加注管；32、尾气放空管路。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.参照图1所示，本实施例提供一种取样装置，该取样装置具体包括油气冷却器1、油水收集分离罐2以及用于盛装清洗溶剂的溶剂罐3，油气冷却器1的入口用于与煤气化装置的粗煤气出口连通，油气冷却器1用于对由粗煤气出口排出的粗煤气进行冷却；油水收集分离罐2的入口与油气冷却器1的出口连通。溶剂罐3具有溶剂出口，溶剂出口与油水收集分离罐2连通，以使清洗溶剂进入至油水收集分离罐2内对油水收集分离罐2进行浸泡清洗；油水收集分离罐2具有可供清洗后的混合液排出的第一排放口。
32.本实施例提供的取样装置具体可应用在煤气化装置中，尤其适用于煤加氢气化装置，用于对煤加氢气化产生的粗煤气进行取样测试，以对气体及油品的产率进行核算，并评估加氢气化性能，同时，通过溶剂罐还能定期进行自动清洗。
33.本领域技术人员容易理解的是，取样时，粗煤气经油气冷却器1进入取样装置内，油气冷却器1内具有能够向油气冷却器1内通入用于冷却粗煤气的冷却水进管28和冷却水出管29，通过在油气冷却器1内降温冷却后经油气冷却器1的出口进入至油水收集分离罐2内，油水凝液进入油水收集分离罐2的底部，气体进入油水收集分离罐2的顶部，其中，油水凝液可通过油水收集分离罐2底部的油水出口排出，气体通过油水收集分离罐2顶部的气体出口排出。可以理解的是，取样装置在取样的过程中，油水收集分离罐2是最容易被堵塞的地方，经常会出现油水凝液无法排出的现象。
34.具体使用时，油水收集分离罐2底部的油水出口处可通过管路连通油水取样瓶21，在油水取样瓶21和油水出口之间设置有油品排放阀12，方便排放沉积在油水收集分离罐2底部的油水凝液。
35.其中，油水出口和第一排放口可以是分别开设在油水收集分离罐2上的两个不同的出口，当然，第一排放口也可以与油水出口共用一个开口，也就是说，油水出口即是第一排放口。取样时，油水出口可以排放油水凝液，清洗时，油水出口可以排放清洗后的混合液。
36.同样地，油水收集分离罐2上可以专门设置一个供清洗溶剂进入的清洗溶剂入口，当然，溶剂出口也可以与油水收集分离罐2顶部的气体出口连通，也就是说，气体出口即是清洗溶剂入口。取样时，气体出口可排放气体，清洗时，清洗溶剂可通过气体出口进入油水收集分离罐2，以对油水收集分离罐2进行浸泡清洗。
37.具体实现时，参照图1所示，油气冷却器1的入口与煤气化装置的粗煤气出口通过管路连通，并在管路的靠近油气冷却器1的入口处设置有粗煤气进口阀7，通过粗煤气进口
阀7可以控制该管路的通断以及管路中粗煤气的流量。
38.可以理解的是，溶剂罐3上除了具有供清洗溶剂排出的溶剂出口，还包括清洗溶剂的加注口，加注口处可设置有清洗溶剂加注管31，进一步地，清洗溶剂加注管31在靠近加注口处设置有清洗溶剂进溶剂罐阀20，打开清洗溶剂进溶剂罐阀20能够向溶剂罐3中加注足够的清洗溶剂，保证溶剂罐3中具有充分的清洗溶剂。
39.通过上述技术方案，本实施例提供的取样装置，通过设置油气冷却器1、油水收集分离罐2以及用于盛装清洗溶剂的溶剂罐3，其中，油气冷却器1的入口与煤气化装置的粗煤气出口连通用于对粗煤气出口排出的粗煤气进行冷却，油水收集分离罐2的入口与油气冷却器1的出口连通。溶剂罐3具有溶剂出口，溶剂出口与油水收集分离罐2连通，以使清洗溶剂进入至油水收集分离罐2内对油水收集分离罐2进行浸泡清洗，油水收集分离罐2具有可供清洗后的混合液排出的第一排放口。具体使用时，清洗溶剂从溶剂罐3上的溶剂出口流出并进入油水收集分离罐2中，使清洗溶剂浸泡在油水收集分离罐2内，即，清洗溶剂对油水收集分离罐2进行清洗，与此同时，油水收集分离罐2内的堵塞物逐渐析出并混合在清洗溶剂内形成混合液。待清洗完成后，混合液从第一排放口排出，从而实现了对油水收集分离罐2的清洗，无需拆卸堵塞的油水收集分离罐，即可使用清洗溶剂对其进行清洗，使用方便，同时，清洗时无需手工注入清洗溶剂，避免了挥发分较强的清洗溶剂对操作工造成伤害，安全性好。
40.在本实施例中，油气冷却器1的出口和油水收集分离罐2的入口之间通过第一管路24连通，溶剂出口与第一管路24连通，以使清洗溶剂经第一管路24进入至油水收集分离罐2中，以对第一管路24进行清洗。
41.其中，取样器在对粗煤气进行取样过程中，除了油水收集分离罐2经常受堵塞以外，油气冷却器1的出口和油水收集分离罐2的入口之间连通的第一管路24也会发生一定程度的堵塞。通过将溶剂出口与第一管路24连通，使得清洗溶剂可经第一管路24进入至油水收集分离罐2内，此时，清洗溶剂可对第一管路24和油水收集分离罐2进行浸泡清洗，从而在清洗油水收集分离罐2的同时也可实现对第一管路24的清洗，清洗效果好。
42.进一步地，第一管路24上可以设置有油水收集分离罐进口阀8，油水收集分离罐进口阀8用于控制第一管路24的通断或流经第一管路24内的清洗溶剂或粗煤气的流量。
43.在本实施例中，溶剂出口通过第二管路25与油气冷却器1连通，以使清洗溶剂经油气冷却器1进入至油水收集分离罐2中，以对油气冷却器1和油水收集分离罐2进行清洗。
44.作为一种可选的实施方式，可以在油气冷却器1上开设用于供清洗溶剂进入的清洗溶剂进口，将第二管路25连通在该清洗溶剂进口处。
45.作为另一种可选的实施方式，由于油气冷却器1具有与煤气化装置的粗煤气出口连通的入口，此时，可将第二管路25直接连通在油气冷却器1上的入口处，此时，油气冷却器1上的粗煤气入口即是清洗溶剂进口，取样时，油气冷却器1上的粗煤气入口供粗煤气流通，清洗时，油气冷却器1上的粗煤气入口供清洗溶剂流通。
46.参照图1所示，第二管路25上靠近油气冷却器1的清洗溶剂进口处具有溶剂进油气冷却器阀15，通过控制溶剂进油气冷却器阀15的开关实现清洗溶剂是否进入油气冷却器1。其中，清洗溶剂依次经过第二管路25、油气冷却器1、第一管路24进入油水收集分离罐2中，同时对油气冷却器1、油水收集分离罐2及第一管路24进行清洗，进一步提高了整个取样器
装置的清洗效果。
47.在本实施例中，油水收集分离罐2顶部的气体出口处连通有第三管路26，溶剂出口与第三管路26连通，以使清洗溶剂经第三管路26进入至油水收集分离罐2中，以对第三管路26进行清洗。
48.取样时，油水收集分离罐2内的气体经油水收集分离罐2顶部的气体出口和第三管路26排放，气体中有时候会携带油品，从而造成第三管路26堵塞，因此，将溶剂出口和第三管路26连通。清洗时，清洗溶剂经第三管路26进入至油水收集分离罐2内，对第三管路26和油水收集分离罐2进行浸泡清洗，从而实现对第三管路26的清堵，从而提高了本实施例提供的取样装置的清洗范围，清洗效果好。
49.参照图1所示，第三管路26上具有溶剂进第三管路阀14，通过溶剂进第三管路阀14的开关可以控制清洗溶剂是否进入第三管路26和油水收集分离罐2内，可以理解的是，通过控制溶剂进第三管路阀14的开度可以调节清洗溶剂在第三管路26中的流量。
50.在本实施例中，取样装置还包括质量流量计5，质量流量计5设置在第三管路26上并与油水收集分离罐2连通，质量流量计5用于检测第三管路26中流体的质量流量。
51.其中，质量流量计5在检测第三管路26中流体的质量流量的时会出现波动进而导致质量流量计5的堵塞，影响了质量流量计5的使用性能，将其设置在第三管路26上能够在清洗第三管路26的同时也对质量流量计5进行清洗，以改善质量流量计5的性能，提高加氢气化性能评估的准确度。沿气体的流通方向，在质量流量计5的两侧分别设置有尾气第一道放空阀9和尾气第二道放空阀10，同时，第三管路26上还设置有流量计副线阀11，且流量计副线阀11与质量流量计5并联，可以理解的是，第三管路26上设置有气体取样阀22，以方便抽检取样粗煤气中分离出来的气体。
52.参照图1所示，油水收集分离罐2还包括第一惰性气体充压阀17，第一惰性气体充压阀17用于对油水收集分离罐2进行充压。具体实施时，首先需要对取样装置进行系统充压，即将尾气第一道放空阀9、油品排放阀12关闭，打开油水收集分离罐进口阀8和第一惰性气体充压阀17，将油水收集分离罐2及油气冷却器1充压至与加氢气化系统一致。
53.具体实施时，取样装置完成系统充压后，需要进行粗煤气的进料冷却以及计量，此时打开粗煤气进口阀7，使得粗煤气进入至油气冷却器1中降温，油水凝液进入油水收集分离罐2的底部，打开尾气第一道放空阀9使气体从油水收集分离罐2顶部的第三管路26排出，同时调节尾气第二道放空阀10的开度，实现质量流量计5显示5～10kg/h，再连续进行采样1个小时。采样时间结束后，关闭尾气第一道放空阀9、粗煤气进口阀7以及油水收集分离罐进口阀8，再打开尾气第一道放空阀9，将系统缓慢泄压至0.05mpa，然后打开油品排放阀12，将油水混合物排放至油水取样瓶21内，即可完成一次取样过程。
54.进一步地，在第一排放口和溶剂罐3之间通过第四管路27连通，以使混合液经第四管路27回流至溶剂罐3内，如此设计，混合液可回流至溶剂罐3内，以供清洗时循环使用，节约成本。
55.其中，可在第四管路27上设置混合液回流阀16使得混合液回流至溶剂罐3内，以对第一排放口排出的混合液进行回流利用，在对取样器进行清洗的同时也达到了节约成本的目的。
56.作为一种可选的实施方式，溶剂罐3包括回流口，可以直接将第四管路27与回流口
连通。
57.作为另一种可选的实施方式，将第四管路27与溶剂罐3的清洗溶剂的加注口直接连通，或者与加注口处的清洗溶剂加注管31连通，以实现对混合液的循环利用。
58.进一步地，由于回流至溶剂罐3内的混合液内会携带有杂质，为了避免混合液中的杂质进入下一步清洗工序中，因此，取样装置还设置有过滤器6，过滤器6靠近溶剂出口设置，过滤器6用于对经溶剂出口排出的清洗溶剂进行过滤。
59.具体实施时，为了保证清洗溶剂对取样器的清洗效果，将过滤器6设置在靠近溶剂出口的溶剂出口阀13的位置处以对溶剂进行过滤，避免清洗溶剂中的杂质等堵塞管道，进而影响清洗溶剂的清洗效率。
60.参照图1所示，溶剂罐3上还设置有加气管30，加气管30具有进气口和出气口，出气口与溶剂罐3连通，加气管30用于向溶剂罐3内加入惰性气体，以气力输送溶剂罐3内的清洗溶剂。
61.在一些实施例中，溶剂罐3中的清洗溶剂可在重力的作用下进行输送，当然，也可以通过在溶剂罐3上设置加气管30以采用气力输送的方式实现溶剂罐3内清洗溶剂的加注和排放，实现对取样器的清洁，保证取样器稳定的运行，同时避免了操作人员直接接触清洗溶剂，保证操作人员的职业健康。
62.可以理解的是，可在加气管30上设置第二惰性气体充压阀19，以控制是否将惰性气体通入溶剂罐3中，其中，加气管30向溶剂罐3中加入的气体可以是氮气、二氧化碳等其他任何合适的惰性气体，只要能够进行气力传输且不会在取样装置中发生反应即可，在此不做过多限制。
63.其中，取样装置还包括活性炭吸附罐4，溶剂罐3的顶部设置有气体排放口，活性炭吸附罐4与气体排放口连通，活性炭吸附罐4用于至少吸附粗煤气中的挥发分及惰性气体携带出的部分混合液。
64.溶剂罐3在对取样器进行清洗过程中，粗煤气中的挥发分及惰性气体会伴随清洗溶剂清洗后的混合液回流至溶剂罐3中，其中清洗溶剂具有一定的挥发性，在溶剂罐3顶部位置处设置排放气口，排放气口处连通有尾气放空管路32，通过在尾气放空管路32上设置溶剂罐尾气放空阀18及活性炭吸附罐4，以对粗煤气中的挥发分及惰性气体携带出的部分混合液进行吸附，使得排放气中只含惰性气体，防止有害气体污染环境。
65.进一步地，活性炭吸附罐4可定期进行再生，保障排放空气的质量达到排放标准。具体的可以是使用高温蒸汽清洗吸附有杂质的活性炭吸附罐4，以对活性炭吸附罐4进行定期再生，便于对其循环使用，此外，也可以通过更换新的活性炭吸附罐4以实现再生。
66.在一些具体实施例中，溶剂罐3的底部设置有第二排放口，第二排放口用于排放溶剂罐3内的沉淀物。
67.其中，第二排放口上设置了废溶剂导淋阀23，通过定期打开废溶剂导淋阀23，并观察排放出的废溶剂的色泽、以及沉淀物等，以及时将溶剂罐3内的沉淀物进行排放，避免溶剂罐3中存在杂质堵塞溶剂罐3的溶剂出口，从而确保溶剂罐3内溶剂的质量，从而实现溶剂的循环利用。
68.完成粗煤气的取样过程后，需要对整个取样器进行清洗，防止取样器管道的阻塞影响后续的粗煤气取样及加氢气化性能的评估。具体实施时，溶剂的清洗过程主要包括清
洗前阀门确认和溶剂加注以及废溶剂回流进溶剂罐3。
69.其中，进行清洗前阀门确认和溶剂加注时，首先确定粗煤气进口阀7、油品排放阀12、清洗溶剂进溶剂罐阀20以及溶剂罐尾气放空阀18的关闭，并将油水收集分离罐进口阀8、尾气第一道放空阀9和尾气第二道放空阀10打开，此时打开第二惰性气体充压阀19，将溶剂罐3充压至0.05-0.1mpa，然后打开溶剂出口阀13，清洗溶剂逐渐在油水收集分离罐2内累积，实现对油水收集分离罐2的浸泡，当质量流量计5显示示数的时候，表明溶剂已经灌满油水收集分离罐2，关闭溶剂出口阀13、第二惰性气体充压阀19，使油水收集分离罐2浸泡20-40分钟。
70.根据一些实施例，当油水收集分离罐2已经灌满清洗溶剂时，如果继续向油水收集分离罐2内注入清洗溶剂，由于油水收集分离罐进口阀8、尾气第一道放空阀9和尾气第二道放空阀10是打开状态，清洗溶剂还可以分别进入至第一管路24和/或油气冷却器1和/或第三管路26内，从而可以实现对第一管路24、油气冷却器1以及第三管路26内的清洗清堵，节约成本，清洗效果高。
71.具体实现时，也可以打开油水收集分离罐进口阀8、溶剂进油气冷却器阀15、溶剂进第三管路阀14中的至少一者，即可让清洗溶剂进入至对应的堵塞区域内浸泡清洗，从而实现清堵作业。
72.整个取样器浸泡20-40分钟后，为了节约成本，将混合液经第四管路27回流至溶剂罐3中，关闭尾气第一道放空阀9、打开溶剂罐尾气放空阀18，将溶剂罐3泄放至常压，然后打开第一惰性气体充压阀17，将油水收集分离罐2充压至0.05-0.1mpa，再打开混合液回流阀16，混合液通过气力输送返回溶剂罐3内。当混合液完全清理后，关闭混合液回流阀16、第一惰性气体充压阀17，打开尾气第一道放空阀9，将油水收集分离罐2泄放至常压，并打开油品排放阀12，将油水收集分离罐2内的混合液全部排净，以便下次取样，实现了对整个取样器的清洗，无需拆卸堵塞的管道，即可使用清洗溶剂对其进行清洗，使用方便，同时，清洗时无需手工注入清洗溶剂，避免了挥发分较强的清洗溶剂对操作工造成伤害，安全性好。
73.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
74.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。