原位式激光分析儀在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

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)co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。 1 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(kāi)吹后的2min開(kāi)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),co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(kāi)吹13min結(jié)束回收,氧槍提起,三通閥動(dòng)作,煤氣通過(guò)放散塔立即放散。 2 結(jié)構(gòu)及組成 天禹智控的激光過(guò)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(guò)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(jiàn)圖1)。 圖1激光分析儀結(jié)構(gòu)圖 3 原理 通上電源,開(kāi)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(guò)發(fā)射單元穿過(guò)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(guò)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(guò)液晶顯示屏顯*出來(lái)并通過(guò)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(guò)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*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(guò)測(cè)量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過(guò)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(lái)，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(guò)氧氣超標(biāo)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)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(wú)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) 無(wú) 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(wú)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(wú)樣氣排放,安全無(wú)污染 維護(hù)標(biāo)定 維護(hù)標(biāo)定：1~2次/年 運(yùn)行費(fèi)用 無(wú)需備品備件；運(yùn)行費(fèi)用接近于零 分析小屋 無(wú)需 空調(diào) 無(wú)需 漏氣 由于無(wú)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(guò)三通閥可以精*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(jiàn)，并考慮到三通閥為氣動(dòng)閥門(mén)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。