电石炉气体分析的预处理系统需要满足哪些特殊工况要求？

电石炉气体分析预处理系统必须适配高温、高粉尘、高焦油、高湿、强腐蚀、易燃易爆六大工况，核心是全程控温、多级净化、防腐防爆、自动维护，保障样气洁净、干燥、稳定、安全地进入分析仪。

一、适配高温工况（200–800℃）

全程伴热保温：采样探头、传输管线、预处理柜全程电伴热 + 保温，维持 ≥120℃（高于焦油露点、水汽露点），防止焦油冷凝、水汽结露、管路堵塞。

耐高温选材：探头用310S/2520 不锈钢，滤芯用金属烧结 / 陶瓷 / 碳化硅，密封件用耐高温氟橡胶 / 金属石墨，耐受 ≤800℃ 瞬时高温。

快速降温（可选）：高温段设余热回收 / 风冷 / 水冷，将样气快速降至130–180℃，保护后续部件。

二、应对高粉尘（10–175g/m³，细粉占比高）

三级过滤架构

探头粗滤：内置5–10μm 金属烧结滤芯，拦截大颗粒，带脉冲反吹（氮气 / 仪表风），自动清灰。

柜内精滤：0.1–1μm PTFE 覆膜 / 陶瓷滤芯，去除亚微米粉尘。

终端保安滤：0.01μm级，保护分析仪气室。

防堵设计：滤芯易更换、可在线反吹 / 离线再生；气路短、直、粗，减少积尘；配大流量抽气泵 + 旁路快速回路，提升带尘能力。

三、攻克高焦油（15–600mg/Nm³，黏性强）

控温防凝：全程 ≥120℃，阻止焦油析出、黏附管壁。

多级除焦

吸附除焦：活性炭 / 石墨化炭黑吸附塔，选择性吸附焦油，不吸附 CO、H₂、CO₂。

催化裂解：高温下用贵金属催化剂将焦油分解为小分子气体，适合高精度分析。

气路抗粘：管路用316L 不锈钢 / PTFE，内壁抛光，减少焦油附着。

自动清洗：定期用高温氮气 / 溶剂反吹 / 清洗除焦模块，延长寿命。

四、处理高湿（饱和水汽，易结露）

汽水分离：旋风 + 丝网 + 高效气水分离器，去除液态水。

深度干燥：电子制冷（4–10℃）+ 分子筛 / 变色硅胶干燥管，将露点降至 **≤-20℃**，保护分析仪。

防凝设计：排水管路倾斜 + 自动疏水阀，避免积水；干燥器双路切换，可在线再生。

五、抵御强腐蚀（H₂S、PH₃、HCl

选材防腐：与样气接触部件（探头、管路、阀、泵、滤芯）用316L / 哈氏合金 / Monel/PTFE，耐受酸性、含磷、含硫腐蚀。

密封与防护：密封件用氟橡胶 / 聚四氟乙烯；预处理柜正压通风 / 防爆防腐，防止腐蚀气体侵入。

快速旁路：样气短停留、快流通，减少腐蚀时间。

六、满足易燃易爆（CO 60–90%、H₂ 3–7%，爆炸风险高）

防爆认证：系统整体Ex d/ia IIC T4，适配1 区 / 2 区危险环境。

安全联锁

氧含量超限（>1%）：自动切断采样、充氮保护、报警。

压力 / 温度异常：自动停泵、关阀、反吹。

可燃气体泄漏：联动紧急切断与通风。

惰性保护：采样、反吹、吹扫用氮气 / 仪表风；气路微正压，防止空气渗入形成爆炸混合气。

七、其他关键特殊要求

快速响应：≤15s，满足工艺实时监控与安全联锁。

自动维护：PLC 控制，实现定时反吹、自动排水、干燥切换、故障诊断、远程监控，降低人工维护。

压力 / 流量稳定：抽气泵 + 稳压阀 + 稳流器，将样气压力稳定在0.05–0.1MPa、流量0.5–1L/min，适配分析仪工况。

冗余与可靠性：关键部件（泵、阀、滤芯）冗余设计；系统连续运行≥8000h / 年，维护周期≥3 个月。