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在線氣相色譜分析儀尾氣的集中回收

[2013/1/4]

　　目前通常的設(shè)置做法是將裝置區(qū)內(nèi)的多臺(tái)在線氣相色譜分析儀集中布置于一個(gè)分析小屋內(nèi)，已達(dá)到統(tǒng)一管理、集中控制的目的。但是集中布置后，大量樣品和尾氣的集中回收及處理卻成為了急需解決的新問題。本文將介紹一種在線氣相色譜分析儀尾氣回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以為同類問題提供一種可選的解決方案。

　　1、在線氣相色譜分析儀尾氣回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟1.1設(shè)計(jì)在線氣相色譜分析儀尾氣回收罐為了達(dá)到將各在線氣相色譜分析儀尾氣集中排放的目的，需要設(shè)置尾氣回收罐。尾氣回收罐可以作為在線氣相色譜分析儀尾氣排放的一個(gè)緩沖區(qū)。其作用是保證尾氣出口壓力能夠滿足在線氣相色譜分析儀的正常工作要求。

　　首先確定尾氣回收罐的容積。確定尾氣回收罐的容積可以通過各在線氣相色譜分析儀單位時(shí)間內(nèi)的尾氣排放總量并乘以一定安全系數(shù)得到。然后需要確定尾氣回收罐的操作條件。尾氣回收罐的操作條件由系統(tǒng)內(nèi)的在線氣相色譜分析儀的正常工作條件決定。其正常操作壓力需要按在線氣相色譜分析儀的要求保持在一個(gè)基本恒定的值。最后，由正常操作壓力可以確定尾氣回收罐設(shè)計(jì)壓力和安全放空設(shè)定點(diǎn)。壓力是尾氣回收罐一個(gè)重要的過程參數(shù)，直接影響色譜分析結(jié)果，所以往往需要在尾氣回收罐上配置壓力變送器，同時(shí)配置對(duì)罐內(nèi)氣體自動(dòng)抽排和補(bǔ)充加路，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。此外，考慮到尾氣冷凝的可能性，當(dāng)冷凝液積聚到一定程度時(shí)，可能影響尾氣的正常排放，所以需要在尾氣回收罐上安裝排凝閥，并配置就地液位計(jì)以便觀察。

　　1.2設(shè)計(jì)在線氣相色譜分析儀快速旁路回收罐由于在線氣相色譜分析儀快速旁路的介質(zhì)壓力往往大大高于尾氣回收罐的壓力，如果將快速旁路內(nèi)的氣體也排入尾氣回收罐，將對(duì)尾氣回收罐內(nèi)地壓力產(chǎn)生較大波動(dòng)。所以還需要設(shè)置在線氣相色譜分析儀快速旁路回收罐。

　　首先確定快速旁路回收罐的容積？焖倥月坊厥展拮鳛榇罅坎蓸訕悠贩祷氐闹虚g罐，其容積取決于各在線氣相色譜分析儀單位時(shí)間內(nèi)快速旁路流通總量。由于快速旁路回收罐需要保證采樣點(diǎn)流通，同時(shí)又要保證剩余樣品在混合后能夠順利返回工藝流程。所以在線氣相色譜分析儀快速旁路回收罐的正常操作壓力既要小于各快速旁路中樣品的壓力，又要大于工藝返回點(diǎn)的操作壓力。同尾氣回收罐一樣，快速旁路回收罐也需要設(shè)置壓力及液位觀察。

　　1.3在線氣相色譜分析儀尾氣回收罐至快速旁路回收罐間的設(shè)計(jì)尾氣回收罐的操作壓力較低，很難在工藝過程中找到回收點(diǎn)，所以考慮通過增壓泵將尾氣回收罐內(nèi)的尾氣先抽排至快速旁路回收罐。但是單純的設(shè)置增壓泵后，由于其抽排量要求大于色譜尾氣的排放總量，將對(duì)尾氣回收罐內(nèi)的壓力產(chǎn)生明顯的影響。而尾氣回收罐的壓力無法維持將嚴(yán)重影響分析質(zhì)量。所以需要一種在連續(xù)抽排的同時(shí)又自動(dòng)回補(bǔ)的壓力控制方案以維持尾氣回收罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定。

　　最初考慮是否能在尾氣回收罐與增壓泵間的管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，但是考慮到當(dāng)尾氣回收罐壓力過低時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉可能對(duì)增壓泵造成損傷，所以最終決定將調(diào)節(jié)閥設(shè)置在增壓泵的回流管線上。尾氣回收罐的正常操作壓力作為調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值，與作為反饋值的實(shí)時(shí)壓力做比較。當(dāng)尾氣回收罐壓力高于正常操作壓力時(shí)，調(diào)節(jié)閥將關(guān)小，增壓泵回流量減少，以達(dá)到降低尾氣回收罐壓力的目的。同時(shí)考慮到增壓泵發(fā)生故障停止運(yùn)行，尾氣回收罐壓力上升，調(diào)節(jié)閥關(guān)小，這樣尾氣回收罐內(nèi)的壓力將無法釋放，嚴(yán)重影響分析質(zhì)量。為了避免這種情況，最后決定在尾氣回收罐的安全閥上并聯(lián)一個(gè)開關(guān)閥。該開關(guān)閥設(shè)定為在調(diào)節(jié)閥的開度降低到一定值時(shí)打開，以保證尾氣回收罐的壓力。

　　1.4在線氣相色譜分析儀快速旁路回收罐至工藝返回點(diǎn)間的設(shè)計(jì)首先需要確認(rèn)工藝返回點(diǎn)。返回點(diǎn)的成分應(yīng)盡可能與回收罐內(nèi)介質(zhì)成分接近。此外，該工藝返回點(diǎn)正常操作壓力應(yīng)低于快速旁路回收罐壓力，以保證尾氣能夠正常返回而不影響在線氣相色譜分析儀正常工作？紤]到工藝過程出現(xiàn)波動(dòng)，返回點(diǎn)瞬時(shí)壓力過高而產(chǎn)生介質(zhì)回流的問題，可在旁路回收罐至工藝返回點(diǎn)間的管路上加裝一個(gè)止回閥。其次要保證在線氣相色譜分析儀快速旁路回收罐的壓力不能過高，當(dāng)快速旁路回收罐的壓力大大超過正常操作值時(shí)，將造成采樣不暢。對(duì)于這個(gè)問題，可在旁路回收罐至止回閥間加裝調(diào)節(jié)閥。旁路回收罐的正常操作壓力作為調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值，與作為反饋值的實(shí)時(shí)壓力進(jìn)行比較。當(dāng)旁路回收罐壓力高于正常操作壓力時(shí)，調(diào)節(jié)閥將開大，通過加快旁路回收罐的排氣量達(dá)到降低旁路回收罐壓力的目的。

　　考慮到極限情況下，工藝返回點(diǎn)的壓力升高，即使開大調(diào)節(jié)閥，旁路回收罐的壓力仍然無法下降。對(duì)于這種情況，在原調(diào)節(jié)閥A之前的管路上設(shè)置一條連接廢氣總管的旁路，并在該旁路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥B，與調(diào)節(jié)閥A組成旁路回收罐的分程壓力控制。調(diào)節(jié)閥B平時(shí)為關(guān)閉。當(dāng)調(diào)節(jié)閥A全開后，如果壓力仍舊沒有下降，則調(diào)節(jié)閥B將逐步打開，將旁路回收罐內(nèi)的氣體排放到廢氣總管以保證在線氣相色譜分析儀的正常采樣。

　　2、在線氣相色譜分析儀尾氣回收系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用中的考慮在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以就不同的情況，對(duì)本在線分析儀尾氣回收系統(tǒng)做不同的改進(jìn)。

　　a)可以將所有普通調(diào)節(jié)閥改為自力式調(diào)節(jié)閥，以降低成本。

　　b)將尾氣回收罐放空用的開關(guān)閥用液封系統(tǒng)代替，可使罐內(nèi)壓力調(diào)節(jié)更直觀。

　　c)旁路回收罐的主要作用在于為混合尾氣進(jìn)入下工段提供緩沖。有必要的話可選擇φ50—φ100的PIPE管作為回收罐。

　　d)如果環(huán)境較惡劣，還需考慮混合尾氣冷凝的可能性，所以在可能出現(xiàn)這類情況的地方還需考慮管路的保溫或伴熱。

　　e)如果集成的在線氣相色譜分析儀數(shù)量不多，且分析的介質(zhì)無毒無害，可取消尾氣回收罐，改為直接排放。

　　f)實(shí)際運(yùn)用中分析小屋可能會(huì)集成各種在線分析儀表，這些在線分析儀表的尾氣也可以通過尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)行集中回收。

　　3、總結(jié)在為含危險(xiǎn)或重要組份的氣態(tài)樣品通過在線氣相色譜分析儀分析后的尾氣回收和排放問題提供一種可選的解決方案，希望能為廣大讀者在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供幫助。