浅谈气体在线分析仪预处理系统
王浩华，王 伟
【摘 要】解决在线分析仪表的现场可靠应用问题，真正发挥在线分析仪表的作用。对样品进行预处理，使样品在限定的温度、压力和流量范围内，符合在线分析仪表的运行条件。详细介绍了本单位气化炉合成气预处理系统，并结合此预处理阐述了在线分析仪表一般预处理系统的构成，以及介绍了构成预处理系统的各种部件。
【期刊名称】内蒙古石油化工 【年(卷),期】2014(000)001 【总页数】3
【关键词】在线分析仪；样品预处理；化工行业；气体分析仪
在线分析仪表在化工行业的应用已经十分的广泛，为化工生产过程控制、提高产品质量、指导操作提供了重要手段和依据。在线分析仪表在生产现场连续自动分析各种混合气体样品的成分含量及单个组分含量，使得工艺控制更适时、更准确，实现了生产最优化和效益最大化。但在实际生产过程中，有很多的在线分析仪表不能正常可靠持续的投入运行，不能真正的发挥其作用，其主要原因就是工艺现场对在线分析仪表运行条件认识不足，样品预处理不能使测量样气达到分析仪的要求，从而制约了在线分析仪表的使用和发展。
1 在线分析仪预处理系统
1.1 样品预处理的基本任务和功能
在线分析仪通常需要不含干扰组分的清洁、非腐蚀的样品，在正常情况下，样品必须是在限定的温度、压力和流量范围之内。样品处理的基本任务和功能归
纳如下：流量调节，包括快速流路和分析回路；压力调节，包括降压、抽吸和稳压；温度调节，包括降温和保温；除尘，除水除湿和气液分离。去除有害物，包括对分析仪有危害的组分和影响测量的干扰组分。 1.2 样品预处理系统分为前处理和预处理系统
前处理单元对取出的样品进行初步处理，使样品适合于传输，缩短样品的传输滞后，减轻与处理单元的负担，如减压、降温、除尘、除气化等。
预处理单元对样品做进一步处理和调节，如温度、压力、流量的调节，过滤、除湿、去除有害物等，安全泄压、限流和流路切换等。 1.3 本单位煤化工生产中气化炉出口合成气色谱仪预处理
样品预处理系统的目的就是为在线分析仪表提供不断更新的、清洁的、有代表性的、具有适合在线分析仪表工作条件的温度、压力和流量的样品气体。在煤化工装置，大部分工艺条件均不能满足在线分析仪表工作条件的要求，而一个满足仪表使用条件的样品，对在线分析仪表的长期使用和可靠运行是至关重要的。现以伊泰煤制油气化合成气在线分析仪预处理为例说明预处理的组成与结构。如图1和
图2为本公司气化炉出口合成气色谱仪所使用的前处理和预处理流程图。 本公司使用德士古气化炉将煤转化为原料气，一共三台气化炉，各对应一套在线分析仪（包括一台色谱，两台红外），每套分析仪共用一套前处理和预处理系统。将碳洗塔出口的合成气进行处理，使之达到在线分析仪的样品气使用要求，从碳洗塔出来的合成气带有大量的水份及杂质、温度高达350℃左右，压力4.0MP，这些参数根本就不能满足在线分析仪的使用要求，必须对其进行除水除杂，降温，降压等一系列处理后来满足仪表的使用。样品经过采样后先进入
前处理，通过水冷器降温到70℃左右，再经过高精度减压稳压器将压力降到2.0MP。样品气体从前处理箱经过初步的降温、减压稳压后进入预处理箱，首先经过水冷器进行再次降温，是样品温度达到规定值，由于样品气从高温冷却后有大量的蒸汽冷凝成液体，因此在经过两级气液分离器进行汽水分离，气水分离后的样品气再经过手动反吹过滤器除尘除杂后，经高精度减压器减压到分析仪所需样品压力0.5MP，之后再进一步降温经过旋风制冷器使样品温度达到指定值25℃左右，这样待样品气体温度、压力、水分符合分析仪分析要求后通过进样流量及再送入色谱仪进行分析。
此图1与图2样品处理系统的主要功能是通过对样品进行过滤、降温、降压、稳压、稳流等一系列处理，给在线分析仪表提供一个符合仪表使用条件的样品，确保在线分析仪表的使用，从而达到仪表的精度要求，保证仪表长期、可靠地运行，同时减少仪表的故障，延长仪表的使用寿命。
2 在线分析仪预处理系统的构成及各部件的功能原理
根据预处理的功能及图1和图2所示，气体在线分析仪预处理一般包括冷却器、减压稳压阀、气液分离器、过滤器、干燥器等。 2.1 冷却器
冷却器的作用就是给样品气降温，而对于气体样品来说高温样品气体在降温的同时有大量的液体冷凝，因此它也可以起到除水的作用。样品降温除水常用的冷却器有涡旋管冷却器、压缩机冷却器、半导体冷却器和水冷却器。
2.1.1 涡旋管冷却器的工作原理：压缩空气从壳体的进气口进入到喷缝内产生涡流，喷射入涡轮叶片室后形成自由旋涡，动能交换后，压缩空气被分成心凉边热的气流，并沿着导热管高速流入热管，在热管的末端，气流周边的热气流从
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