原位式激光分析儀在轉爐煤氣回收系統(tǒng)中的應用

轉爐煤氣柜是煤氣回收的重要容器,也是作為一個獨立的煤氣系統(tǒng)。其作用如下:(1)調(diào)節(jié)煤氣發(fā)生和使用的波動,保持系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡;(2)當煤氣系統(tǒng)發(fā)生事故時,可利用煤氣柜內(nèi)的存氣進行煤氣處理,保持系統(tǒng)的安全;(3)當系統(tǒng)中發(fā)生源發(fā)生變動時,如高爐休風、轉爐周期性回收,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,對員工的人身安全有非常嚴重的威脅,而且對大氣將會產(chǎn)生嚴重污染。 1 轉爐煤氣的回收工藝 轉爐煤氣的回收流程為從氧槍開吹后的2min開始,當煤氣分析儀檢測到煤氣濃度合格即氧氣在1.8%以內(nèi)co在30%以上,三通閥動作,即進行回收操作,回收的煤氣送人煤氣柜,開吹13min結束回收,氧槍提起,三通閥動作,煤氣通過放散塔立即放散。 2 結構及組成 天禹智控的激光過程氣體分析系統(tǒng)的測量探頭由發(fā)射單元和接收單元組成,發(fā)射單元由人機界面、激光器驅動模塊、中央處理模塊、半導體激光器和精密光學元件等器件組成;接收單元由光電傳感器、信號處理模塊、電源模塊和精密光學元件等部分組成;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計,內(nèi)置壓力傳感、信號處理、電源控制和信息顯示等模塊(見圖1)。 圖1激光分析儀結構圖 3 原理 通上電源,開啟根部閥,半導體激光器發(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,并將測量信號傳送給中央分析儀器,中央分析儀器通過對測量信號進行分析處理,得到被測氣體濃度,氣體濃度信息通過液晶顯示屏***來并通過標準接口輸出。 為防止粉塵和被測環(huán)境中其它污染物在視窗上聚集,需用工業(yè)氮氣(高純氮氣)等氣體通過吹掃人口進行連續(xù)吹掃,以便在光學視窗與工業(yè)氣體間形成一段氣幕保護。 半導體激**體分析系統(tǒng)基于半導體激光吸收光譜技術(DLAS),即“單線光譜”測量技術。它是通過測量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被側氣體時發(fā)生的衰減信息,并根據(jù)激光強度衰減與被測氣體含量間的正比關系,分析獲得被測氣體的濃度。 4 應用情況 自項目安裝以來，從未發(fā)生任何儀器故障，數(shù)據(jù)穩(wěn)定準確、響應快，雖然期間出現(xiàn)過氧氣超標的問題，經(jīng)過檢查不是儀器本身原因，是由于吹掃氮氣參雜氧氣所致，即使時常因排水器堵塞等故障導致煤氣管道內(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)點總結 指標 原位式激光在線氣體分析系統(tǒng) 預處理系統(tǒng) 無 測量方法 現(xiàn)場、連續(xù)、實時測量 環(huán)境適應性 惡劣環(huán)境適應能力強 響應速度 快:僅取決于儀表響應時間,小于1S 準確性 實地測量,氣體信息不失真 連續(xù)性 連續(xù)測量 可靠性 無運動器件,可靠性高 介質干擾 不受背景氣體交叉干擾;自動修正粉塵及光學視窗污染干擾 樣氣排放 無樣氣排放,安全無污染 維護標定 維護標定：1~2次/年 運行費用 無需備品備件；運行費用接近于零 分析小屋 無需 空調(diào) 無需 漏氣 由于無預處理不存在漏氣 6 經(jīng)濟效益 首先，由于該分析儀采用原位式安裝，在線直接測量樣氣，響應速度快，實時在線反映氣體的真實信息，通過三通閥可以**控制回收和放散，回收煤氣質量大大提高，而且其故障率極低，運行的穩(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，保障煤氣柜的安全運行。其次，可以完全避免以往多回收超標的煤氣少回收合格的煤氣，以往的回收流程為當氧槍提起后，三通閥動作，放散煤氣，這樣從轉爐到分析儀的煤氣就自白放散，采用激光分析儀后，由于可以準確、實時地檢測到煤氣，那么，當氧槍提起后，等分析儀顯示氧氣超標后再進行放散，為安全起見，并考慮到三通閥為氣動閥門可以將放散時間稍提前幾秒，這樣既保障安全又多回收煤氣。 7 總結 天禹智控原位式激光在線氣體分析儀在轉爐煤氣回收系統(tǒng)的成功應用，不僅保障轉爐煤氣柜的安全運行，而且提高回收煤氣質量，是目前煤氣回收檢測領域的新型分析儀器。

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