[發(fā)明專利]變換單元中的水氣比值測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410079019.X
• 申請(qǐng)日: 2014-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104897871B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海兵;李蔭煌;吳茜;杜國(guó)強(qiáng);尹俊杰;劉冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/22
• 分類號(hào): G01N33/22
• 代理公司: 北京驥馳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11422
• 代理人: 唐曉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭化工領(lǐng)域，尤其涉及變換單元中的水氣比值測(cè)量系統(tǒng)。背景技術(shù)

近幾年,隨著世界石油價(jià)格的快速上漲,我國(guó)出現(xiàn)了煤化工熱。國(guó)內(nèi)具有煤炭資源的省份和地區(qū)紛紛集資、引資或合資建設(shè)和開(kāi)展大型煤化工、煤制油、煤基制氨、煤基甲醇制烯烴、甲醇、二甲醚等項(xiàng)目。水作為煤化工的座上賓，成為提供氫元素的主力軍，變換反應(yīng)效率顯得尤為關(guān)鍵，而水氣比值作為考核變換效率的主要因素，具有重要的參考指導(dǎo)意義。目前測(cè)量水氣比值的方案和產(chǎn)品尚停留在上世紀(jì)九十年代小氮肥生產(chǎn)階段，已無(wú)法滿足百萬(wàn)噸級(jí)裝置變換單元的測(cè)量要求，成為變換單元中水氣比值測(cè)量的難題。

目前，小氮肥企業(yè)變換系統(tǒng)水氣比值的測(cè)量多采用HY-1、ER-1等水氣比值測(cè)定儀，對(duì)飽和態(tài)下半水煤氣水氣比值的測(cè)量具有較好實(shí)踐指導(dǎo)意義，但對(duì)于過(guò)熱態(tài)下變換氣水氣比值的測(cè)量存在以下缺陷：一是對(duì)于濕度的檢測(cè)，濕度變送器的最高使用溫度為180℃，因?yàn)榻佑|式濕度變送器的測(cè)量探頭傳感器為濕敏電容測(cè)量原理，電容電子原器件耐受不了超180℃的高溫工況，故不能滿足一氧化碳變換系統(tǒng)的工況要求（粗煤氣、變換氣溫度220～280℃左右）；二是含水變換氣中還有少量硫化氫和硫氧化碳，和探頭傳感器表面的鍍膜層發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)或損壞；三是采用減溫減壓方案，增加了設(shè)備投資，另外將變換氣引至變換單元外，存在尾氣排放等一系列的安全問(wèn)題，無(wú)法解決測(cè)量系統(tǒng)本質(zhì)安全問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的情況，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種變換單元中的水氣比值測(cè)量系統(tǒng)，包括與測(cè)量處理器連接的溫度變送器、壓力變送器、多個(gè)流量變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀；所述溫度變送器、 壓力變送器、流量變送器及反應(yīng)氣體含量分析儀設(shè)置于第一變換反應(yīng)器前端的管路中；所述反應(yīng)氣體含量分析儀及流量變送器設(shè)置于第一變換反應(yīng)器與第二變換反應(yīng)器之間的管路中；所述反應(yīng)氣體含量分析儀設(shè)置于第二變換反應(yīng)器的后端管路中，所述測(cè)量處理器根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和所述溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀及流量變送器的測(cè)量數(shù)據(jù)，獲取多個(gè)狀態(tài)下的水氣比值。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述測(cè)量處理器所接收到的當(dāng)前狀態(tài)為飽和態(tài)時(shí)，則根據(jù)溫度變送器及壓力變送器的測(cè)量值，獲取含水氣體飽和態(tài)下的水氣比值R_SS。

在一些實(shí)施方式中，還包括：報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述測(cè)量處理器連接，當(dāng)所述測(cè)量處理器所接收到的當(dāng)前狀態(tài)為飽和態(tài)時(shí)，通過(guò)判斷壓力變送器的測(cè)量值P₀是否大于公式（1）中f（T₀）值。若是，則根據(jù)溫度變送器及壓力變送器的測(cè)量值，獲取含水氣體飽和態(tài)下的水氣比值R_SS，若否，則觸發(fā)所述報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警提示。

在一些實(shí)施方式中，所述測(cè)量處理器判斷所述溫度變送器及壓力變送器的測(cè)量值是否為空，若是，則觸發(fā)所述報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警提示。

在一些實(shí)施方式中，還包括：補(bǔ)水裝置，所述補(bǔ)水裝置的補(bǔ)水狀態(tài)輸出端與所述測(cè)量處理器連接，當(dāng)所述測(cè)量處理器所接收到的當(dāng)前狀態(tài)為過(guò)熱態(tài)時(shí)，并且所述測(cè)量處理器接收到的所述補(bǔ)水裝置的補(bǔ)水信號(hào)為無(wú)效時(shí)，則所述測(cè)量處理器根據(jù)溫度變送器、壓力變送器、多個(gè)流量變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀的測(cè)量值，獲取含水氣體過(guò)熱態(tài)時(shí)下的水氣比值R₂。

在一些實(shí)施方式中，還包括：報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述測(cè)量處理器連接，當(dāng)所述測(cè)量處理器所接收到的當(dāng)前狀態(tài)為過(guò)熱態(tài)，并且所述測(cè)量處理器接收到的所述補(bǔ)水裝置的補(bǔ)水信號(hào)為無(wú)效時(shí)，通過(guò)判斷分析儀4的測(cè)量值A(chǔ)_SS是否大于分析儀5的測(cè)量值A(chǔ)_OS，且流量變送器6測(cè)量值F₁為零,若是，則根據(jù)溫度變送器、壓力變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀的測(cè)量值，獲取含水氣體過(guò)熱態(tài)時(shí)下的水氣比值R₂；若否，則觸發(fā)所述報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警提示。

在一些實(shí)施方式中，所述測(cè)量處理器判斷所述溫度變送器、壓力變送器、多個(gè)流量變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀的測(cè)量值是否為空，若是，則觸發(fā)所述報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警提示。

在一些實(shí)施方式中，還包括：補(bǔ)水裝置，所述補(bǔ)水裝置的補(bǔ)水狀態(tài)輸出端與所述測(cè)量處理器連接，當(dāng)所述測(cè)量處理器所接收到的當(dāng)前狀態(tài)為過(guò)熱態(tài)，并且所述測(cè)量處理器接收到的所述補(bǔ)水裝置的補(bǔ)水信號(hào)為有效時(shí)，則根據(jù)溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、多個(gè)反應(yīng)氣體含量分析儀、流量變送器，獲取含水氣體過(guò)熱態(tài)時(shí)下的水氣比值R₃。