过程分析仪尾气零排放回收技术
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检测系统不间断测量缓冲罐和增压罐中的压
力，并将压力信号送到控制系统，控制系统根 据缓 冲罐和增压罐中的实际压力测量值与设定值之间 的差值控制稳 压 系 统 和 增 压 系 统，使 缓 冲 罐 中 的 压力满足过程 分 析 仪 对 样 品 出 口 压 力 的 要 求，使 增压罐中的压力满足返回工艺管道的要求。检测 控制系统控制原理如图 ２所示。
的新技术。笔者研究的目的是在过程分析仪出口 压力保持在它 要 求 的 大 气 压 力 条 件 的 同 时，将 过 程分析仪有毒有害尾气闭环增压后返回到低压工 艺管道中，实现过程分析仪尾气零排放，消除 分析 仪出口对空排放时所造成的大气环境污染。应用 本技术后的过 程 分 析 系 统 流 程 为：工 艺 管 线 采 样 →样品前处理→样品传输→样品预处理→过程分 析仪→尾气零排放回收→低压工艺管道。 １ 技 术 方 案
图 ２ 检测控制系统控制原理示意图
缓冲罐和增压罐中压力指标的实现是通过控 制系统控制稳 压 系 统 中 压 缩 机 的 抽 吸、补 压 阀 的 补压及增压系统中背压阀前稳压实现的。当缓冲 罐中压力 低 于 设 定 值 时，压 缩 机 停 止、补 压 阀 开 启 ，通 过 增 压 罐 向 缓 冲 罐 补 压 ；当 缓 冲 罐 中 压 力 高 于 设 定 值 时 压 缩 机 启 动 、补 压 阀 关 闭 ，通 过 缓 冲 罐 向增压罐抽气。当增压罐的压力高于背压阀设定 压力时，背压 阀 开 启，向 工 艺 管 道 输 送 样 品；当 增 压 罐 压 力 低 于 背 压 阀 设 定 压 力 时 ，背 压 阀 关 闭 ，停 止向工艺管道输送样品。 ２ 应 用 测 试
性、稳定性计算结果见表 １、２。
表 １ 缓冲罐压力测试数据
流量 ／Ｌ·ｍｉｎ－１ 压力 ／Ｐａ ５ 次数
１０ １５ ２０ ２５ ３０
１
５．０２３ ５．０２５ ４．９８７ ４．９９７ ５．０１３ ４．９９５
图 １ 过程分析仪尾气零排放回收技术装置构成框图
作 者 简 介 ：李 鹏 飞 （１９７２），高 级 工 程 师 ，从 事 在 线 分 析 的 研 究 ，ｌｐｆ＠ ｓｔｈｋｊ．ｃｏｍ。
３６２
化 工 自 动 化 及 仪 表 第 ４６卷
从工艺管道取出的样品经样品预处理系统处 理 后 ，进 入 过 程 分 析 仪 检 测 ，检 测 后 的 尾 气 依 次 进 入零排放回收 系 统 的 缓 冲 罐，通 过 稳 压 系 统 稳 压 后再进入增压 罐，经 增 压 系 统 增 压 后 返 回 工 艺 管 道。
第 ５期 李鹏飞等．过程分析仪尾气零排放回收技术
３６１
过程分析仪尾气零排放回收技术
李鹏飞 钱耀红 葛政池 陈利军 李福中
（天 华 化 工 机 械 及 自 动 化 研 究 设 计 院 有 限 过程分析系统中分析仪尾气零排放回收技 术 是：将 收 集 过 程 分 析 仪 尾 气 的 缓 冲 罐 内 压 力 控 制 在一个大气压，满足过程分析仪出口要求；将准备返回低压管道的增压罐压力升高后返 回 到 低 压 工 艺 管 道 中 ，消 除 过 程 分 析 仪 尾 气 对 空 排 放 时 所 造 成 的 大 气 环 境 污 染 。 关键词 过程分析仪 尾气回收 零排放 缓冲罐 增压罐 中图分类号 ＴＨ８３ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １０００３９３２（２０１９）０５０３６１０３
笔者 在 过 程 分 析 仪 后 设 置 缓 冲 罐 和 增 压 罐 ［１］，其目的是：缓冲罐的压力应满足过程分析仪 的可靠运行；增 压 罐 的 压 力 应 满 足 低 压 管 道 的 要 求 。 所 研 发 的 回 收 技 术 由 缓 冲 罐 、增 压 罐 、检 测 系 统、控制 系 统、稳 压 系 统 和 增 压 系 统 ［２］６部 分 实 现，如图 １所示。
输入流量和压力范围如下： 缓 冲 罐 输 入 流 量 ５～１００Ｌ／ｍｉｎ 缓 冲 罐 输 入 压 力 ０．０～０．１ＭＰａ 压力测控范围如下： 缓冲罐压力测控范围 －２５～２５Ｐａ 增 压 罐 压 力 测 控 范 围 ０．２～０．４ＭＰａ ２．１ 压 力 测 控 重 复 性 和 稳 定 性 先将缓冲罐入 口 对 空 在 大 气 中，待 ＰＩＤ调 节 完成后，在缓冲罐 入 口 分 别 通 入 ５、１０、１５、２０、２５、 ３０Ｌ／ｍｉｎ共 ６组 流 量 的 仪 表 空 气，每 组 流 量 每 隔 １ｍｉｎ分别记录 １次 缓 冲 罐 和 增 压 罐 上 压 力 变 送 器的实时压力数据，共记录 ６次。 缓冲罐压 力 设 定 值 为 ５Ｐａ，增 压 罐 压 力 设 定 值为 ０．２５ＭＰａ。 ２．１．１ 缓 冲 罐 从缓冲罐差压变送器记录的测试数据和重复
过程 分 析 仪 的 分 析 数 据 是 指 导 工 艺 装 置 安 全、稳定、高效 运 行 的 重 要 参 数，为 使 其 分 析 结 果 准确，过程分析 仪 尾 气 出 口 压 力 必 须 保 持 在 大 气 压的条件下，但 保 持 在 大 气 压 条 件 下 的 过 程 分 析 仪尾气无法返 回 工 艺 管 道，目 前 只 能 将 过 程 分 析 仪尾气直接排放到大气中。过程分析仪尾气是有 毒 有 害 气 体 ，且 过 程 分 析 仪 数 量 庞 大 ，所 以 直 接 排 空的过程分析仪尾气严重污染了大气环境。解决 该问题的主要 难 点 是 增 压 回 收 分 析 仪 尾 气 时，没 有将过程分析仪出口压力控制在一个大气压的技 术，无法 满 足 过 程 分 析 仪 对 其 出 口 压 力 的 要 求。 目前 过 程 分 析 的 流 程 是：工 艺 管 线 采 样 → 样 品 前 处理→样品传输→样品预处理→过程分析仪→尾 气排放到大气中。过程分析仪尾气零排放回收技 术是以实现过程分析仪尾气零排放为目标而研发
力，并将压力信号送到控制系统，控制系统根 据缓 冲罐和增压罐中的实际压力测量值与设定值之间 的差值控制稳 压 系 统 和 增 压 系 统，使 缓 冲 罐 中 的 压力满足过程 分 析 仪 对 样 品 出 口 压 力 的 要 求，使 增压罐中的压力满足返回工艺管道的要求。检测 控制系统控制原理如图 ２所示。
的新技术。笔者研究的目的是在过程分析仪出口 压力保持在它 要 求 的 大 气 压 力 条 件 的 同 时，将 过 程分析仪有毒有害尾气闭环增压后返回到低压工 艺管道中，实现过程分析仪尾气零排放，消除 分析 仪出口对空排放时所造成的大气环境污染。应用 本技术后的过 程 分 析 系 统 流 程 为：工 艺 管 线 采 样 →样品前处理→样品传输→样品预处理→过程分 析仪→尾气零排放回收→低压工艺管道。 １ 技 术 方 案
图 ２ 检测控制系统控制原理示意图
缓冲罐和增压罐中压力指标的实现是通过控 制系统控制稳 压 系 统 中 压 缩 机 的 抽 吸、补 压 阀 的 补压及增压系统中背压阀前稳压实现的。当缓冲 罐中压力 低 于 设 定 值 时，压 缩 机 停 止、补 压 阀 开 启 ，通 过 增 压 罐 向 缓 冲 罐 补 压 ；当 缓 冲 罐 中 压 力 高 于 设 定 值 时 压 缩 机 启 动 、补 压 阀 关 闭 ，通 过 缓 冲 罐 向增压罐抽气。当增压罐的压力高于背压阀设定 压力时，背压 阀 开 启，向 工 艺 管 道 输 送 样 品；当 增 压 罐 压 力 低 于 背 压 阀 设 定 压 力 时 ，背 压 阀 关 闭 ，停 止向工艺管道输送样品。 ２ 应 用 测 试
性、稳定性计算结果见表 １、２。
表 １ 缓冲罐压力测试数据
流量 ／Ｌ·ｍｉｎ－１ 压力 ／Ｐａ ５ 次数
１０ １５ ２０ ２５ ３０
１
５．０２３ ５．０２５ ４．９８７ ４．９９７ ５．０１３ ４．９９５
图 １ 过程分析仪尾气零排放回收技术装置构成框图
作 者 简 介 ：李 鹏 飞 （１９７２），高 级 工 程 师 ，从 事 在 线 分 析 的 研 究 ，ｌｐｆ＠ ｓｔｈｋｊ．ｃｏｍ。
３６２
化 工 自 动 化 及 仪 表 第 ４６卷
从工艺管道取出的样品经样品预处理系统处 理 后 ，进 入 过 程 分 析 仪 检 测 ，检 测 后 的 尾 气 依 次 进 入零排放回收 系 统 的 缓 冲 罐，通 过 稳 压 系 统 稳 压 后再进入增压 罐，经 增 压 系 统 增 压 后 返 回 工 艺 管 道。
第 ５期 李鹏飞等．过程分析仪尾气零排放回收技术
３６１
过程分析仪尾气零排放回收技术
李鹏飞 钱耀红 葛政池 陈利军 李福中
（天 华 化 工 机 械 及 自 动 化 研 究 设 计 院 有 限 过程分析系统中分析仪尾气零排放回收技 术 是：将 收 集 过 程 分 析 仪 尾 气 的 缓 冲 罐 内 压 力 控 制 在一个大气压，满足过程分析仪出口要求；将准备返回低压管道的增压罐压力升高后返 回 到 低 压 工 艺 管 道 中 ，消 除 过 程 分 析 仪 尾 气 对 空 排 放 时 所 造 成 的 大 气 环 境 污 染 。 关键词 过程分析仪 尾气回收 零排放 缓冲罐 增压罐 中图分类号 ＴＨ８３ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １０００３９３２（２０１９）０５０３６１０３
笔者 在 过 程 分 析 仪 后 设 置 缓 冲 罐 和 增 压 罐 ［１］，其目的是：缓冲罐的压力应满足过程分析仪 的可靠运行；增 压 罐 的 压 力 应 满 足 低 压 管 道 的 要 求 。 所 研 发 的 回 收 技 术 由 缓 冲 罐 、增 压 罐 、检 测 系 统、控制 系 统、稳 压 系 统 和 增 压 系 统 ［２］６部 分 实 现，如图 １所示。
输入流量和压力范围如下： 缓 冲 罐 输 入 流 量 ５～１００Ｌ／ｍｉｎ 缓 冲 罐 输 入 压 力 ０．０～０．１ＭＰａ 压力测控范围如下： 缓冲罐压力测控范围 －２５～２５Ｐａ 增 压 罐 压 力 测 控 范 围 ０．２～０．４ＭＰａ ２．１ 压 力 测 控 重 复 性 和 稳 定 性 先将缓冲罐入 口 对 空 在 大 气 中，待 ＰＩＤ调 节 完成后，在缓冲罐 入 口 分 别 通 入 ５、１０、１５、２０、２５、 ３０Ｌ／ｍｉｎ共 ６组 流 量 的 仪 表 空 气，每 组 流 量 每 隔 １ｍｉｎ分别记录 １次 缓 冲 罐 和 增 压 罐 上 压 力 变 送 器的实时压力数据，共记录 ６次。 缓冲罐压 力 设 定 值 为 ５Ｐａ，增 压 罐 压 力 设 定 值为 ０．２５ＭＰａ。 ２．１．１ 缓 冲 罐 从缓冲罐差压变送器记录的测试数据和重复
过程 分 析 仪 的 分 析 数 据 是 指 导 工 艺 装 置 安 全、稳定、高效 运 行 的 重 要 参 数，为 使 其 分 析 结 果 准确，过程分析 仪 尾 气 出 口 压 力 必 须 保 持 在 大 气 压的条件下，但 保 持 在 大 气 压 条 件 下 的 过 程 分 析 仪尾气无法返 回 工 艺 管 道，目 前 只 能 将 过 程 分 析 仪尾气直接排放到大气中。过程分析仪尾气是有 毒 有 害 气 体 ，且 过 程 分 析 仪 数 量 庞 大 ，所 以 直 接 排 空的过程分析仪尾气严重污染了大气环境。解决 该问题的主要 难 点 是 增 压 回 收 分 析 仪 尾 气 时，没 有将过程分析仪出口压力控制在一个大气压的技 术，无法 满 足 过 程 分 析 仪 对 其 出 口 压 力 的 要 求。 目前 过 程 分 析 的 流 程 是：工 艺 管 线 采 样 → 样 品 前 处理→样品传输→样品预处理→过程分析仪→尾 气排放到大气中。过程分析仪尾气零排放回收技 术是以实现过程分析仪尾气零排放为目标而研发