一种用于联碱煅烧炉尾气CO2浓度在线分析的预处理系统的制作方法

本技术涉及工业气体分析，更具体地说，本技术涉及一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统。

背景技术：

1、在联碱（联合制碱）生产工艺中，重碱（nahco3）煅烧分解产生的尾气富含 co2（≥75%），该尾气是碳回收利用的核心原料气，其 co2浓度的准确、连续在线监测，直接关系到碳利用率计算、煅烧炉运行状态监控、能源消耗优化及生产经济效益提升。

2、然而，煅烧炉尾气在正常工况下，具有 “四高” 特性，即高co2（≥75vol%）、高水汽（相对湿度≥90%，接近饱和）、高碱尘（≥150mg/m³，主要为na2co3、nahco3等）、高nh3（≥0.8vol%）；且操作温度 50-70℃、系统负压≥-3kpa，对采样系统的抽吸能力构成挑战；同时nh3与 co2在低温含水环境下易反应生成碳酸铵 / 碳酸氢铵结晶，氨水还会对金属部件产生强腐蚀。

3、目前行业内采用的传统预处理流程如图2所示， “煅烧炉尾气总管采样→抽气泵→旋风冷却器→分液罐→干燥罐→转子流量计→分析仪表”， 该流程应用于此工况时，存在以下缺陷：

4、1、可靠性极差：高温高湿气样在进入抽气泵前仅经简单处理，水汽凝结与碱尘、氨结合，易导致泵体腐蚀卡死、滤芯管路堵塞，系统无法长周期稳定运行。

5、2、分析数据严重失真：nh3未被优先去除，在后续流程中与co2反应，消耗被测组分，导致分析仪测量值严重偏低，失去指导意义。

6、3、维护工作量巨大：频繁的堵塞和腐蚀导致维护成本高昂，仪表投运率极低，设备故障和损坏率高。

7、因此开发一种能针对性解决上述问题，确保分析准确性、系统长周期稳定可靠性和低维护量的专用预处理系统，是本领域迫切需要的技术突破。

技术实现思路

1、本实用新型提供的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，所要解决的问题是：针对联碱煅烧炉尾气正常运行工况下，现有预处理系统存在的运行可靠性差、co2浓度分析数据失真、维护工作量大、易发生结晶堵塞和设备腐蚀的技术痛点，提供一种流程优化、控制精准、净化高效的预处理系统，实现样气的稳定采样、深度净化（除nh3、碱尘、水汽、硫化物），确保在线分析仪长期稳定运行，同时提升监测数据的准确性和时效性，降低运维成本。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，包括沿样气流动方向依次通过耐腐蚀管路连接的

4、伴热采样单元，用于防止样气在进入预处理系统前结露堵塞；

5、水洗罐，对样气进行急冷和洗涤，去除样气中的氨气和碱尘；

6、压缩制冷器，用于对经水洗后的饱和湿气进行冷凝除湿；

7、脱硫罐，填充脱硫剂脱出硫化物；

8、第一干燥罐，用于吸附残留水分实现初次干燥；

9、抽气泵，用于对处理后的气体进行抽取加压和输送；

10、第二干燥罐，用于对处理后的气体进行最终干燥；

11、精细过滤罐，用于对处理后的气体进行过滤；

12、样气转子流量计，用于显示并调节气体流量；

13、在线分析仪，用于接收样气进行co2浓度在线分析，并将分析结果传输给dcs系统。

14、通过 “伴热采样 - 水洗除杂 - 制冷除湿 - 脱硫干燥 - 动力输送 - 终端精处理” 的创新流程布局，将抽气泵置于净化单元之后，配合双极蠕动泵同步处理冷凝水和废水，从根本上解决了正常运行工况下结晶堵塞、设备腐蚀问题，大幅提升系统长周期运行可靠性，确保 co2浓度分析数据真实有效，为生产运行提供精准中控数据支撑。

15、进一步，伴热采样单元包括采样探头和伴热管线，伴热管线为电伴热管线，且伴热采样单元的控温值≥120℃，有效避免样气在采样阶段因温度骤降结露，防止碱尘与凝结水结合形成堵塞物，保证采样的代表性和连续性，为后续净化处理奠定基础。

16、进一步，水洗罐的侧壁安装有玻璃管液位计，玻璃管液位计用于观察液位高度及水质变化，及时发现液位异常和水质恶化情况，为操作人员精准调整参数提供可视化依据，降低操作难度，保障水洗净化效果稳定。

17、进一步，水洗罐的补水口连接有补水转子流量计，水洗罐的排污口连接有排污转子流量计，补水转子流量计与排污转子流量计分别实现水洗罐对补水和排污的控制，补水转子流量计与排污转子流量计分别实现补水量和排液量的精准控制，确保水洗罐液位维持在最佳洗涤高度并动态平衡，既保证 nh3和碱尘的去除效率，又避免杂质淤积，延长水洗罐使用寿命。

18、进一步，还包括双极蠕动泵，压缩制冷器的底部凝液出口与水洗罐的排水口均连接至双极蠕动泵，双极蠕动泵同步处理压缩制冷器的冷凝水和水洗罐的废水，实现自动、连续、无泄漏排水，避免凝液和废水积存导致的结晶堵塞或管路腐蚀，提升系统自动化程度，减少人工干预频次。

19、进一步，压缩制冷器为半导体制冷器或机械压缩式制冷器，控温范围为2～5℃，能高效析出绝大部分水气，显著降低样气露点，为后续干燥单元减负，避免高湿气体进入在线分析仪影响检测精度，甚至导致在线分析仪故障损坏。

20、进一步，抽气泵采用耐腐蚀隔膜泵或涡旋泵，有效避免泵体腐蚀、磨损，延长抽气泵使用寿命，保障动力输送的稳定性。

21、进一步，精细过滤罐内可拆卸安装替换有过滤器滤芯，过滤器滤芯的过滤精度≥0.1μm，确保进入在线分析仪的样气洁净度达标，避免微小杂质磨损或污染分析仪核心部件，延长分析仪使用寿命。

22、进一步，水洗罐为鼓泡式洗涤罐或喷淋式洗涤罐，增大样气与洗涤液的接触面积和接触时间，提升急冷、洗涤效果，能更高效、彻底地去除样气中的 nh3和碱尘，从源头杜绝后续结晶和腐蚀问题。

23、进一步，第一干燥罐和第二干燥罐内均填充有干燥剂，干燥剂为变色硅胶或分子筛，吸附容量大、吸附速度快，能有效吸附样气中残留的水分。

24、本实用新型的有益效果在于：

25、1、运行可靠性大幅提升：遵循“先彻底净化、后动力输送”的思路，将抽气泵置于水洗、制冷、干燥之后，使其处理洁净气体，解决了传统系统结晶、堵塞、腐蚀的核心痛点，延长系统连续运行周期。

26、2、监测数据精准度高：通过水洗罐优先高效去除 nh3，杜绝 co2被消耗的情况，再经深度除湿、双级干燥和高精度过滤，处理后样气与实验室色谱分析结果高度吻合，为生产运行提供可靠数据支撑。

27、3、运维成本显著降低：水洗罐的可视化监控和定量补排水控制，搭配双极蠕动泵自动排水，实现系统自动化运行，维护仅需定期检查干燥剂和脱硫剂，维护工作量减少降低人力和耗材成本。

1.一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：包括沿样气流动方向依次通过耐腐蚀管路连接的伴热采样单元，用于防止样气在进入预处理系统前结露堵塞；水洗罐，对样气进行急冷和洗涤，去除样气中的氨气和碱尘；压缩制冷器，用于对经水洗后的饱和湿气进行冷凝除湿；脱硫罐，填充脱硫剂脱出硫化物；第一干燥罐，用于吸附残留水分实现初次干燥；抽气泵，用于对处理后的气体进行抽取加压和输送；第二干燥罐，用于对处理后的气体进行最终干燥；精细过滤罐，用于对处理后的气体进行过滤；样气转子流量计，用于显示并调节气体流量；在线分析仪，用于接收样气进行co2浓度在线分析，并将分析结果传输给dcs系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述伴热采样单元包括采样探头和伴热管线，所述伴热管线为电伴热管线，且所述伴热采样单元的控温值≥120℃。

3.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述水洗罐的侧壁安装有玻璃管液位计，所述玻璃管液位计用于观察液位高度及水质变化。

4.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述水洗罐的补水口连接有补水转子流量计，所述水洗罐的排污口连接有排污转子流量计，所述补水转子流量计与所述排污转子流量计分别实现所述水洗罐对补水和排污的计量与控制。

5.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：还包括双极蠕动泵，所述压缩制冷器的底部凝液出口与所述水洗罐的排水口均连接至所述双极蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述压缩制冷器为半导体制冷器或机械压缩式制冷器，控温范围为2～5℃。

7.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述抽气泵采用耐腐蚀隔膜泵或涡旋泵。

8.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述精细过滤罐内可拆卸安装替换有过滤器滤芯，所述过滤器滤芯的过滤精度≥0.1μm。

9.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述水洗罐为鼓泡式洗涤罐或喷淋式洗涤罐。

10.根据权利要求1所述的一种用于联碱煅烧炉尾气co2浓度在线分析的预处理系统，其特征在于：所述第一干燥罐和所述第二干燥罐内均填充有干燥剂，所述干燥剂为变色硅胶或分子筛。