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原位式激光分析儀在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)中的應(yīng)用
2021.02.23
      轉(zhuǎn)爐煤氣柜是煤氣回收的重要容器,也是作為一個(gè)獨(dú)立的煤氣系統(tǒng)。其作用如下:(1)調(diào)節(jié)煤氣發(fā)生和使用的波動(dòng),保持系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡;(2)當(dāng)煤氣系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí),可利用煤氣柜內(nèi)的存氣進(jìn)行煤氣處理,保持系統(tǒng)的安全;(3)當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生源發(fā)生變動(dòng)時(shí),如高爐休風(fēng)、轉(zhuǎn)爐周期性回收,可維持部分用戶的正常使用。從安全性和環(huán)保的角度考慮,由于煤氣為有毒氣體,且氣柜內(nèi)一氧化碳濃度高,一旦泄露,對(duì)員工的人身安全有非常嚴(yán)重的威脅,而且對(duì)大氣將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染。
轉(zhuǎn)爐煤氣的回收工藝
      轉(zhuǎn)爐煤氣的回收流程為從氧槍開吹后的2min開始,當(dāng)煤氣分析儀檢測(cè)到煤氣濃度合格即氧氣在1.8%以內(nèi),一氧化碳在30%以上,三通閥動(dòng)作,即進(jìn)行回收操作,回收的煤氣送人煤氣柜,開吹13min結(jié)束回收,氧槍提起,三通閥動(dòng)作,煤氣通過放散塔立即放散。
2 結(jié)構(gòu)及組成
       天禹智控激光過程氣體分析系統(tǒng)的測(cè)量探頭由發(fā)射單元和接收單元組成,發(fā)射單元由人機(jī)界面、激光器驅(qū)動(dòng)模塊、中央處理模塊、半導(dǎo)體激光器和精密光學(xué)元件等器件組成;接收單元由光電傳感器、信號(hào)處理模塊、電源模塊和精密光學(xué)元件等部分組成;吹掃單元由過濾器、減壓閥和穩(wěn)流裝置等組成;正壓控制模塊采用隔爆設(shè)計(jì),內(nèi)置壓力傳感、信號(hào)處理、電源控制和信息顯示等模塊(見圖1)。
圖1激光分析儀結(jié)構(gòu)圖
3 原理
      通上電源,開啟根部閥,半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的特定頻率的激光通過發(fā)射單元穿過氣體通道,接收單元中的傳感器接收衰減后的激光束,并將測(cè)量信號(hào)傳送給中央分析儀器,中央分析儀器通過對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析處理,得到被測(cè)氣體濃度,氣體濃度信息通過液晶顯示屏顯示出來并通過標(biāo)準(zhǔn)接口輸出。
      為防止粉塵和被測(cè)環(huán)境中其它污染物在視窗上聚集,需用工業(yè)氮?dú)?高純氮?dú)?等氣體通過吹掃人口進(jìn)行連續(xù)吹掃,以便在光學(xué)視窗與工業(yè)氣體間形成一段氣幕保護(hù)。
      半導(dǎo)體激光氣體分析系統(tǒng)基于半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(DLAS),即“單線光譜”測(cè)量技術(shù)。它是通過測(cè)量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被側(cè)氣體時(shí)發(fā)生的衰減信息,并根據(jù)激光強(qiáng)度衰減與被測(cè)氣體含量間的正比關(guān)系,分析獲得被測(cè)氣體的濃度。

4 應(yīng)用情況
       自項(xiàng)目安裝以來,從未發(fā)生任何儀器故障,數(shù)據(jù)穩(wěn)定準(zhǔn)確、響應(yīng)快,雖然期間出現(xiàn)過氧氣超標(biāo)的問題,經(jīng)過檢查不是儀器本身原因,是由于吹掃氮?dú)鈪㈦s氧氣所致,即使時(shí)常因排水器堵塞等故障導(dǎo)致煤氣管道內(nèi)部含水量很大(在管道的一半以上),甚至將光路堵塞,但分析儀仍正常顯示,未受絲毫影響。另外,該分析儀安裝于室外,無需加蓋分析小屋(防塵),配置空調(diào)(恒溫),不管季節(jié)、溫度如何變化分析儀仍然能一如既往地工作。

5 原位式激光在線氣體分析系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)

指標(biāo)
原位式激光在線氣體分析系統(tǒng)
預(yù)處理系統(tǒng)

測(cè)量方法
現(xiàn)場(chǎng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)量
環(huán)境適應(yīng)性
惡劣環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)
響應(yīng)速度
快:僅取決于儀表響應(yīng)時(shí)間,小于1S
準(zhǔn)確性
實(shí)地測(cè)量,氣體信息不失真
連續(xù)性
連續(xù)測(cè)量
可靠性
無運(yùn)動(dòng)器件,可靠性高
介質(zhì)干擾
不受背景氣體交叉干擾;自動(dòng)修正粉塵及光學(xué)視窗污染干擾
樣氣排放
無樣氣排放,安全無污
維護(hù)標(biāo)定
維護(hù)標(biāo)定:1~2次/年
運(yùn)行費(fèi)用 無需備品備件;運(yùn)行費(fèi)用接近于零
分析小屋 無需
空調(diào) 無需
漏氣 由于無預(yù)處理不存在漏氣

6 經(jīng)濟(jì)效益

       首先,由于該分析儀采用原位式安裝,在線直接測(cè)量樣氣,響應(yīng)速度快,實(shí)時(shí)在線反映氣體的真實(shí)信息,通過三通閥可以精確控制回收和放散,回收煤氣質(zhì)量大大提高,而且其故障率極低,運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性很好,可以很好地保證煤氣柜的氧含量不超標(biāo),保障煤氣柜的安全運(yùn)行。其次,可以完全避免以往多回收超標(biāo)的煤氣少回收合格的煤氣,以往的回收流程為當(dāng)氧槍提起后,三通閥動(dòng)作,放散煤氣,這樣從轉(zhuǎn)爐到分析儀的煤氣就自白放散,采用激光分析儀后,由于可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測(cè)到煤氣,那么,當(dāng)氧槍提起后,等分析儀顯示氧氣超標(biāo)后再進(jìn)行放散,為安全起見,并考慮到三通閥為氣動(dòng)閥門可以將放散時(shí)間稍提前幾秒,這樣既保障安全又多回收煤氣。

7  總結(jié)

       天禹智控原位式激光在線氣體分析儀在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)的成功應(yīng)用,不僅保障轉(zhuǎn)爐煤氣柜的安全運(yùn)行,而且提高回收煤氣質(zhì)量,是目前煤氣回收檢測(cè)領(lǐng)域的新型分析儀器。

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