一种煤气回收氧含量分析仪及其方法与流程

1.本发明涉及煤气回收氧含量分析仪技术领域，具体是一种煤气回收氧含量分析仪及其方法。


背景技术：

2.煤气安全事故时有发生，特别是在煤气回收过程因气体含量不合格发生可燃气体燃烧、爆炸事故，造成人员的伤亡和财产的重大损失，如何既能把控煤气回收的安全性，又能稳定煤气回收率，煤气回收氧含量分析仪运行系统的安全应用迫在眉晓。现有技术的煤气回收氧含量分析仪结构如图1所示。
3.近年来，研究者在提高氧分析仪运行的准确性上做了大量工作，如适当调低烟罩高度和处理管道泄漏点、调整一次除尘三通阀和水封阀回收放散的转换时间等卓有成效的改进，确保了整个煤气回收系统安全稳定运行，取得了一定的的经济效益。
4.但是，现有技术还缺少一种更加安全、稳定的煤气回收氧含量分析仪及其方法。


技术实现要素：

5.本发明提供一种更加安全、稳定的煤气回收氧含量分析仪及其方法。
6.为达此目的，本发明提供如下的技术方案：
7.本发明的第一个方面，提供了一种煤气回收氧含量分析仪，包括蒸汽喷射泵、一级气水分离器、二级气水分离器、冷却水装置、散热器、减压阀、冒泡杯、传感器、第一排气管和第二排气管，所述蒸汽喷射泵连接煤气管道，所述一级气水分离器与所述冷却水装置汇流后接入所述二级气水分离器，所述二级气水分离器、所述散热器、所述减压阀依次连接，所述冒泡杯和所述传感器并行连接所述减压阀，所述第一排气管连接所述冒泡杯，所述第二排气管连接所述二级气水分离器。
8.在本发明中，加设了一级气水分离器，是基于：管道的安装位置的限制，从蒸汽喷射泵到二级气水分离器的管道无法用蒸汽保温，在冬季气温较低时，管道中的蒸汽易冷凝成水，过量蒸汽冷凝水会造成管道堵塞，影响样气处理。因此，为排除蒸汽冷凝水的影响，在分析小屋外再增加一级气水分离器。
9.在本发明中，加设了第一排气管，是基于：尽管排气管的煤气已被清洗过，但仍含有少量的萘和焦油等杂质，长期使用后，这些杂质也会在排气管尤其在管道接口和弯头处聚集，使管道堵塞。另外，由于排气管较长，在冬天温度较低，天气变化较大时，也不利于气体排出。这些因素使第二气水分离器的余气压力增大，由于冒泡杯与气水分离器相连，从而也造成冒泡恒压杯内的气体压力增大，冒泡杯就不冒泡。维护人员发现冒泡恒压杯不冒泡时就会误认为是前面的取样管道堵塞引起，去清洗前面的管道或检查过滤纸，使进人传感器入口的压力降低，从而造成传感器的内部压力降低，冒泡杯中憋住气压就把水压入传感器。水进人测量室一方面会对传感器内部的哑铃造成冲击，影响精度，缩短设备寿命；另一方面传感器进水以后要用氮气对传感器烘干12小时，影响生产中对煤气氧含量的监控。基
于上述因素，本发明将分析仪的排气管和汽水分离器的排气管分开，同时缩短分析仪排气管的长度，保证管道通畅，避免堵塞。
10.优选的，所述蒸汽喷射泵连接煤气总管。
11.在本发明中，蒸汽喷射泵连接煤气总管，原设在放散管上的采样点属于煤气的滞留区域，测量时会产生较大的滞后，将取样点改在煤气的主管道上，使主管道的煤气及时进人分析仪，从而使得检测更加准确。
12.优选的，一种煤气回收氧含量分析仪还包括分析小屋，所述二级气水分离器、所述冷却水装置、所述散热器、所述减压泵、所述冒泡杯、所述传感器、所述第一排气管和所述第二排气管均设置于所述分析小屋内。
13.优选的，所述冷却水装置采用的冷却水为纯水。
14.在本发明中，冷却水的选择经过大量的实验最终确定为纯水。最初设计时，冷却蒸汽的冷却水采用一般的工业水，由于工业水溶有一定的氧气，在恒流器往下冲洗样气时，会释放一定的氧气，使进入分析仪样气的氧含量增高，造成分析仪指示偏高。为进一步了解工业水对分析仪的影响，关闭煤气采样管的截止阀，分析仪(标定后)的指示在0.20～0.30％之间，所以只要煤气氧含量有微小波动，分析仪指示就会超过上限而报警(超过0.8％报警)。工业水还有个缺点就是杂质太多，容易造成恒节流器堵塞(恒流器内径很小)，使样气不加清洗就进人传感器，这些物质会污染反射镜，粘在石英球上，降低传感器的稳定性和精度，缩短使用寿命。因此，本发明经过大量实验，最终确定将冷却水改为纯水。纯水几乎不含氧气，在冲洗煤气的过程中不会释放出氧气(用上述同样的方法进行实验，仪表指示仅为0.02％)。由于纯水也几乎不含有杂质，不会造成恒节流器堵塞，使样气在进人分析仪的传感器前，能够很好地被清洗，从而避免传感器被杂质损害。
15.本发明的第二个方面，提供了一种煤气回收氧含量分析仪的方法，包括以下步骤：
16.s1、将采样管道连接在煤气总管上；
17.s2、检测前的准备：对取样口至蒸汽喷射泵的取样管进行蒸汽吹扫，使蒸汽喷射泵前的取样管保持正压，且保证蒸汽喷射泵前的取样管密封状态良好；
18.s3、开始检测：煤气经过蒸汽喷射泵后流入一级气水分离器，然后在二级气水分离器的上方，冷却水与煤气的蒸汽提前混合，冷凝水进入气水分离器，而水洗过的煤气则经过散热器进一步冷却，然后经减压阀减压后，一部分进入恒压冒泡杯，另一部分经过滤纸过滤、干燥后进入传感器。
19.在本发明中，检测前的准备是基于：从采样点出来的煤气在蒸汽喷射泵与蒸汽混合一起到汽水分离器，蒸汽喷射泵的使用可以防止萘、焦油等杂质在喷射泵后的管道堵塞，但是无法解决采样和蒸汽喷射泵前采样管易堵塞的问题。随着杂质在取样口的堆积，从采样点出来的煤气压力越来越低，而由于蒸汽喷射泵的使用会造成喷射泵前的取样管产生一定的负压，如果采样管道的密闭性不好，空气就会混入样气，使分析仪指示偏高，波动增大。因此，通过检测前的准备可以解决上述问题。
20.优选的，步骤s3中，冷却水装置采用的冷却水为纯水。
21.优选的，还包括步骤s4、当被测气体进入传感器时，氧气分子被磁场所吸引而形成一定的压力差，这一压力差推动由一根灵敏度很高的张丝悬吊着哑铃球，使它偏转，由光源、反射镜、光感原件和信号处理单元组成的系统将这一位置转化成对应的电信号，该信号
由放大器放大后，可供给指示和报警；该信号还以电流形式通过哑铃周围环绕金属线圈，通电的线圈受到磁场的作用力，使哑铃回复到起始位置附近；当偏转角度较小时，氧气的浓度与偏转角度成正比，仪表信号输出为线性；传感器和信号处理单元将被测气体的成分转化成对应的电信号。
22.优选的，一种煤气回收氧含量分析仪包括蒸汽喷射泵、一级气水分离器、二级气水分离器、冷却水装置、散热器、减压阀、冒泡杯、传感器、第一排气管和第二排气管，所述蒸汽喷射泵连接煤气管道，所述一级气水分离器与所述冷却水装置汇流后接入所述二级气水分离器，所述二级气水分离器、所述散热器、所述减压阀依次连接，所述冒泡杯和所述传感器并行连接所述减压阀，所述第一排气管连接所述冒泡杯，所述第二排气管连接所述二级气水分离器。
23.优选的，所述蒸汽喷射泵连接煤气总管。
24.优选的，一种煤气回收氧含量分析仪还包括分析小屋，所述二级气水分离器、所述冷却水装置、所述散热器、所述减压泵、所述冒泡杯、所述传感器、所述第一排气管和所述第二排气管均设置于所述分析小屋内。
25.优选的，所述冷却水装置采用的冷却水为纯水。
26.与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：
27.1、本发明的一种煤气回收氧含量分析仪及其方法，测量数据稳定；
28.2、本发明的一种煤气回收氧含量分析仪及其方法，日常维护难度降低，减少和管道介质接触，确保作业安全；
29.3、本发明的一种煤气回收氧含量分析仪及其方法，减少故障处理作业频次，降低仪表维护人员工作强度和负荷，提高工作效率。
附图说明
30.为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
31.显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，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，但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
32.图1为现有技术的煤气回收氧含量分析仪的结构示意图；
33.图2为本发明实施例的一种煤气回收氧含量分析仪的结构示意图；
34.附图标记：1、蒸汽喷射泵，2、一级气水分离器，3、二级气水分离器，4、冷却水装置，5、散热器，6、减压阀，7、冒泡杯，8、传感器，9、第一排气管，10、第二排气管。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.需要理解的是：
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接或是无形的信号连接，甚至是光连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。
40.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
42.下面，以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
43.实施例1
44.如图2所示，示出了一种煤气回收氧含量分析仪，包括蒸汽喷射泵1、一级气水分离器2、二级气水分离器3、冷却水装置4、散热器5、减压阀6、冒泡杯7、传感器8、第一排气管9和第二排气管10，蒸汽喷射泵1连接煤气管道，一级气水分离器2与冷却水装置4汇流后接入二级气水分离器3，二级气水分离器3、散热器5、减压阀6依次连接，冒泡杯7和传感器8并行连接减压阀6，第一排气管9连接冒泡杯7，第二排气管10连接二级气水分离器3。
45.在本实施例中，所述蒸汽喷射泵连接煤气总管。
46.在本实施例中，还包括分析小屋，所述二级气水分离器、所述冷却水装置、所述散热器、所述减压泵、所述冒泡杯、所述传感器、所述第一排气管和所述第二排气管均设置于所述分析小屋内。
47.在本实施例中，所述冷却水装置采用的冷却水为纯水。
48.综上所述，本实施例的一种煤气回收氧含量分析仪与现有技术(图1)相比具有以下改进：1、原设在放散管上的采样点属于煤气的滞留区域，测量时会产生较大的滞后，将取样点改在煤气的主管道上，使主管道的煤气及时进人分析仪；2、对取样口和喷射泵前的取样管定期地用蒸汽吹扫，使喷射泵前的取样管保持正压(煤气总管的压力10kpa)；还可以使喷射泵前的采样管保待良好的密闭状；3、为排除蒸汽冷凝水的影响，在分析小屋外再增加一级汽水分离器；4、将冷却蒸汽的冷却水冷却水改为纯水；5、将分析仪的排气管和汽水分离器的排气管分开，同时缩短分析仪排气管的长度，保证管道通畅，避免堵塞；6、将氧分析仪投用，结合生产工艺，对氧分析仪远传数据和生产的自动控制进行长期观察。
49.实施例2
50.实施例1的一种煤气回收氧含量分析仪的使用方法，包括以下步骤：
51.s1、将采样管道连接在煤气总管上；
52.s2、检测前的准备：对取样口至蒸汽喷射泵的取样管进行蒸汽吹扫，使蒸汽喷射泵前的取样管保持正压，且保证蒸汽喷射泵前的取样管密封状态良好；
53.s3、开始检测：煤气经过蒸汽喷射泵后流入一级气水分离器，然后在二级气水分离器的上方，冷却水与煤气的蒸汽提前混合，冷凝水进入气水分离器，而水洗过的煤气则经过散热器进一步冷却，然后经减压阀减压后，一部分进入恒压冒泡杯，另一部分经过滤纸过滤、干燥后进入传感器。
54.在本实施例中，步骤s3中，冷却水装置采用的冷却水为纯水。
55.在本实施例中，还包括步骤s4、当被测气体进入传感器时，氧气分子被磁场所吸引而形成一定的压力差，这一压力差推动由一根灵敏度很高的张丝悬吊着哑铃球，使它偏转，由光源、反射镜、光感原件和信号处理单元组成的系统将这一位置转化成对应的电信号，该信号由放大器放大后，可供给指示和报警；该信号还以电流形式通过哑铃周围环绕金属线圈，通电的线圈受到磁场的作用力，使哑铃回复到起始位置附近；当偏转角度较小时，氧气的浓度与偏转角度成正比，仪表信号输出为线性；传感器和信号处理单元将被测气体的成分转化成对应的电信号。
56.在上述说明书的描述过程中：
57.术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如
……
所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中；在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
58.最后应说明的是：
59.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非是对其的限制；
60.尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。