Мониторинг состава газа в печи « Ручки» является краеугольным камнем эффективности и безопасности.

В газовой технологии, основанной на угле в качестве сырья, стационарный слой, псевдоожиженный слой, газовый слой и другие процессы имеют свои особенности. Среди них метод газификации под давлением Luchi, как один из старейших процессов газификации под давлением с фиксированным слоем, с его уникальными преимуществами противотоковой газификации измельченного угля, побочных продуктов смолы и высокого содержания метана, продолжает играть важную роль в угольном природном газе (SNG), городском газе и химическом синтетическом газе. Однако его сложный процесс реакции и разнообразный состав продуктов предъявляют требования к точному мониторингу состава газа в реальном времени. Освоение данных по ключевым компонентам газа является основной предпосылкой для оптимизации технологических операций, обеспечения безопасного производства и повышения экономической эффективности.

Основные болевые точки газового мониторинга

1. Краткое описание процессаА.

Измельченный уголь добавляется с крыши, а газификатор (кислород + водяной пар) поднимается под печью против течения. Уголь в печи проходит полную цепь реакции от обезвоживания пиролиза до глубокой газификации: верхняя криогенная зона завершается сушкой и сухой дистилляцией, выделяются летучие фракции; Реакция газификации в центральной высокотемпературной зоне приводит к образованию эффективного газа, в котором преобладают CO, H2 и CH4; Нижняя зона сгорания обеспечивает тепло для газификации и в конечном итоге образует выброс шлака.

Эта высокодинамичная и гетерофазная система, охватывающая несколько температурных зон и типов реакции, не только сложна в процессе реакции, но и разнообразна в составе продуктов, в дополнение к целевому продукту CH4, но также сопровождается тяжелыми углеводородами, смолой, фенолами, аммиаком, сульфидами и другими компонентами. В сочетании с высокими температурами, высоким давлением, высокой пылью, высокой смолой жестких условий, что делает мониторинг ключевых газовых компонентов (таких как CO, H2, CH4, CO2, O2 и другие загрязняющие вещества) в режиме реального времени, точный мониторинг, является основной задачей оптимизации эффективности процесса, обеспечения безопасной работы и повышения экономической эффективности.

Мониторинговое значение ключевых реакционных процессов:

• С+H2O →CO+H2

В качестве основной реакции термопоглощающей газификации концентрация продуктов H2 и CO непосредственно отражает эффективность газификации и является основным показателем мониторинга процесса.

• С+2H2 →CH4

Эта тепловая реакция характерна для производства высококалорийного CH4 в печах в Руччи, поэтому мониторинг концентрации CH4 является ключевой основой для оценки экономической продуктивности установки.

• CO+H2O → CO2+H2

Эта обратимая реакция на водяно - газовое преобразование оказывает глубокое влияние на газовый состав и мониторинг концентраций CO, CO2 и H2 в режиме реального времени и фокусируется на их соотношении, что имеет решающее значение для понимания баланса реакции и оптимизации процесса.

3) Трудности мониторинга:

• Срочные потребности в анализе всех компонентов: компоненты грубого газа чрезвычайно сложны и включают H2, CO, CO2, CH4, N2, O2 (микроэлементы), H2S、NH3， А также пары смолы, пыли и т.д. Для всесторонней оценки состояния газификации, тепловой ценности, эффективности процесса и рисков безопасности требуется одновременное и быстрое получение концентрации ключевых компонентов. Традиционные методы анализа ограничены, такие как длительный период хроматографического обнаружения, инфракрасное излучение Фурье не может измерять двухатомные молекулы, такие как H2, N2 и O2, и серьезные перекрестные помехи.

• Метан и эффективная газоотдача: Необходимость точного и быстрого мониторинга концентрации Ch4 и CnHm углеводородов высокого порядка в газообразном сырце и точного определения их тепловой ценности является важным показателем экономической ценности печи « Ручки». Концентрация эффективных газов, таких как H2 и CO, также является целью оптимизации.

• Серьезные проблемы сложных и суровых условий: непрерывная работа в условиях высокой температуры, высокого давления, высокой смолы, высокой пыли, коррозионных газов (например, H2S), которые могут легко привести к засорению системы отбора проб и коррозионному отказу оборудования; Оптические измерения загрязнения окон, искажения затухания сигнала; Традиционная система предварительной обработки часто обслуживается, низкая надежность и другие результаты.

• Мониторинг рисков безопасности в режиме реального времени: микроскопическое количество О2, остающееся в системе замены, представляет собой опасность взрыва; Токсические и вредные газы, такие как H2S и COS, угрожают здоровью людей и безопасности оборудования и требуют высокочувствительного, стабильного и надежного мониторинга.

Контрольные точки концентрации ключевых газов и основные потребности

1. Экспорт сырого газа (самая основная точка):

Компонент контроля: H2、N2、O2、CO、CO2、H2S、NO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H8、n-C4H8、i-C4H10、n-C4H10 Анализ всех компонентов.

Требования: многокомпонентные синхронные онлайн - измерения, быстрое реагирование, высокоточная антидегтярная / пылевая / водяная помехоустойчивость, высокотемпературная коррозия высокого давления, низкое техническое обслуживание. Эти точечные данные являются основной основой для регулирования процесса, расчета эффективности (тепловая ценность, выход метана, коэффициент конверсии углерода) и мониторинга безопасности.

Выход из очистительной башни / вход очищающего газа:

Компоненты мониторинга: CO, CO2, CH4, H2S, H2, O2, N2 и т.д.

Потребность: Газ здесь относительно чистый, но все равно требует стабильного и надежного мониторинга концентрации нескольких компонентов или ключевых компонентов для оценки эффекта промывки, очистки, контроля на участке вниз по течению. Как показано на диаграмме ниже, спектр Рамана компонентов CO, CO2, CH4, H2S, H2, O2 и N2, полученный LRGA - 3200EX при сканировании проб сырого газа на выходе из скрубберной колонны газоочистительной установки, имеет четко различимые характерные пики, которые позволяют одновременно измерять содержание каждого компонента газа путем измерения их пиков.

Прорыв в трудном направлении: преимущества анализа на месте четырехсторонней программы & lt; & lt; Раман & gt; & gt;

Столкнувшись со сложным компонентом экспорта сырого газа печи « Ручки» и плохими условиями ключевого мониторинга потребностей, технология анализа на месте показывает незаменимые преимущества. Основным решением, рекомендованным квартетом, является лазерный спектральный газоанализатор Рамана LRGA - 3200EX.

Краткое описание технических принципов: спектр Рамана основан на неупругом рассеянии, создаваемом взаимодействием света и молекул. Различные молекулы имеют уникальный « отпечаток» спектр смещения Рамана, и один прибор может одновременно идентифицировать и количественно измерять несколько газовых компонентов.

Преодоление основных трудностей:

•Многокомпонентная синхронная экспресс - аналитика, одна машина контролирует глобальную ситуацию:Одно устройство может синхронно измерять в режиме реального времени различные ключевые компоненты сырого газа в режиме реального времени (включая одноядерные двухатомные молекулы H2, O2, N2 и CH4, CO, CO2, H2S, COS, CnHm и т. Д.) со скоростью отклика до секундного уровня. Без сложной предварительной обработки, без перекрестных помех, обеспечивая самые прямые данные о всех компонентах технологического газа в реальном времени. Стандартная 4 - канальная синхронная измерительная мощность, легко удовлетворяющая требованиям многоточечного параллельного мониторинга.

•Концентрация газа синхронизируется с тепловым значением, нулевая задержка принятия решения:В процессе производства состав газа и тепловые значения постоянно динамически меняются, четырехсторонний прибор для анализа Рамана при точном мониторинге концентрации компонентов в то же время, вычисляет и синхронизирует тепловые значения в режиме реального времени, устраняет отставание данных, обеспечивает своевременную и точную основу для оптимизации технологических параметров.

•Не боясь плохих условий, высокая точность измерений на месте:В основе этого преимущества лежит конструкция зонда на месте, устойчивая к высокой температуре и высокому давлению и коррозии. Зонд вставляется непосредственно в технологический трубопровод, получает информацию о концентрации на месте и возвращается через длинное волокно с высокой скоростью, эффективно избегая искажения компонентов, адсорбции, конденсации, засорения дегтя и частого обслуживания из - за способа извлечения из - за передачи образца газа.

•Двойная безопасность, сопровождение производства и персонала:Высокоточный мониторинг микрочастиц O2, раннее предупреждение о риске взрыва; В режиме реального времени блокируется концентрация токсичных газов, таких как H2S и COS, для обеспечения безопасности персонала. Корпус прибора с использованием антидетонационной конструкции с положительным давлением, оснащен оптическим волокном с настраиваемой длиной ≥50 м, чтобы убедиться, что блок анализа всегда находится вдали от области высокого риска для достижения существенной безопасности.

Дополнительные технические варианты:

Неспектральный инфракрасный газоанализатор (технология NDIR)А.Gasboard - 3500 обладает высокоточными возможностями онлайн - мониторинга сверхнизких концентраций CO / CO2 от 0 до 100 ppm, а также может точно измерять ключевые параметры, такие как CH4 и тепловые значения. Оснащена профессиональной системой предварительной обработки передней установки для обеспечения стабильной работы в суровых условиях, таких как высокая влажность и высокая пыль, взрывозащищенная конструкция для сопровождения промышленной безопасности.

Система анализа лазерного газа с извлечением (технология TDLAS):Конструкция GasTDL - 3110 для условий работы высокой пыли в пробном газе состоит из четырех частей: зонд отбора проб, блок предварительной обработки, блок управления, блок анализа газов, который непрерывно отражает измеренную концентрацию газа в режиме реального времени.

Заключение

Сложный газовый состав и жесткие условия процесса печи Luchi делают надежный, точный и полный мониторинг состава газа на месте жизненной силой его эффективной и безопасной работы. Технология лазерного спектрального газового анализа Рамана, самостоятельно разработанная четырехсторонним прибором, благодаря своим основным преимуществам многокомпонентного синхронного измерения на месте, стойкости к суровым условиям и низкому техническому обслуживанию, успешно решает ключевые проблемы мониторинга газа печи Luchi и предоставляет клиентам мощную поддержку данных для понимания процесса, оптимизации работы и обеспечения безопасности. Выберите квартет, чтобы дать вашей печной установке Ручи точный и надежный « глаз технологии» и « щит безопасности».