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激光在线气体剖析仪 GALAS

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钢铁冶金行业清静气体(CO、O2)监测计划

宣布日期:2016/6/30 11:29:13  点击次数:98017

1. 钢铁冶金历程中烟气在线监测的须要性

1.1 有利于资源再使用 ,降低企业本钱

一样平常来说 ,每生产1t粗钢约需2.1×107kJ的能量 ,约能爆发4.2×106kJ的高炉煤气、4.2×106kJ的焦炉煤气及1.0×104kJ的转炉煤气 ,副产煤气约占钢铁企业能源总收入的30%-40%。因此 ,实现副产煤气的接纳再使用可以极大地降低钢铁冶金工业的本钱 ,实现资源的有用使用。而煤气是否有接纳的价值 ,取决于煤气中CO等能源气体的浓度 ,CO和O2在线监测系统是丈量气体浓度的要害。

1.2 包管生产行为的清静性

高炉和焦炉煤气中的CO浓度较高 ,它在空气中的混淆爆炸极限为12.5%~74% ,只要浓度抵达爆炸极限 ,遇到明火极容易爆发爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均与其浓度相关 ,因此必需接纳先进的手艺对煤气中的CO和O2举行实时监测。

1.3 情形�;さ男枰�

现在我国现有20余家年产钢量400-2000万吨的钢铁团结企业 ,其中相当一部分企业高炉煤气排放量为10-30万m3/H。凭证这样的排放量来推理可知冶金企业可以严重影响周围数公里的空气质量 ,造成大气污染。严重的空气污染不但危害着周围住民的身体康健 ,同时恶化了生态情形。总之冶金企业周边情形的质量的优劣与其排放的CO的浓度关系亲近。

2. 烟气在线监测手艺现状

现在在海内煤气的非分光红外气体检测和电化学检测等要领和光谱吸收型激光传感手艺。其优弱点对好比表1:

表1 烟气在线监测已有手艺优弱点较量

 

 

优点

弱点

电化学检测法

  1. 体积小、操作简朴、携带利便
  2. 传感器性能较量稳固 ,耗电少
  3. 温度顺应性较量宽(有时可以在-40℃到50℃间事情)
  1. 电解液的寿命有限 ,一样平常为1年左右
  2. 可丈量规模窄 ,在气体浓度超量程时探测器容易受到永世性损坏
  3. 容易受到其他气体的交织影响

非分光红外气体检测法

  1. 丈量准确
  2. 待测气体交织影响小
  1. 受水汽和粉尘影响大 ,需要预处置惩罚 ,使维护难度和本钱上升
  2. 系统反应时间长(通常大于20秒)

可调谐二极管激光吸收光谱手艺

  1. 待测气体的吸收光谱具有高区分率、高选择性 ,不受粉尘、水汽和其他气体的影响
  2. 速率快、迅速度高、无需预处置惩罚

价钱相对较高

 

3. 钢铁冶金行业清静生产监测系统建设计划

3.1 监测仪器选择及仪器原理

选取以基于可调谐二极管(TDLAS)激光吸收光谱手艺的激光在线气体剖析仪(图1)为本计划中所需的监测装备。

图1 pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V示意图

这项手艺的基来源理是Lamber-Beer定律(图2) ,气体吸收激光的强度与其浓度成正比 ,通过丈量气体吸收激光强度可盘算出气体浓度。大大都气体只吸收特定波长的光。激光的发射波长随二极管温度和电流的转变而改变 ,激光二极管装置了半导体制冷器和温度传感器使得发射波长稳固。

3.2 监测系统建设组成

凭证钢铁冶金的历程以及现实监测需要 ,清静生产监测系统建设由3个部分组成 ,划分为转炉煤气监测、高炉煤气监测和焦炉煤气监测。

3.2.1 转炉煤气监测

如图2可见 ,在接纳侧盅形阀/疏散侧盅形阀前布设烟气在线剖析仪 ,只有当通过CO在线监测系统测得转炉煤气中的CO浓度在30%以上时 ,才翻开气体切换站的接纳侧盅形阀进入煤气柜贮存 ,不然通过疏散侧盅形阀通过放散塔燃烧燃烧。在煤气柜前布设烟气在线剖析仪 ,只有在线监测系统测剖析包管煤气柜内O2含量不会超标(控制在1%以下)才允许焦煤煤气进入煤气柜 ,不然启动阻止接纳 ,以包管系统的稳固性和清静性。

图2 pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V在转炉系统中监测点的布设

3.2.2 高炉煤气监测

如图3所示 ,凭证工艺生产和清静要求 ,高炉煤气监测系统点位布设分为以下几个部分:
(1)监测点1:高炉煤气剖析 ,CO和CO2 ,控制高炉炉况和接纳能源气;
(2)监测点2:剖析热风炉烟气中O2 ,监控热风炉燃烧状态和优化燃烧效率;
(3)监测点3、4:划分为磨机入口和布袋出口 ,监测O2是否超限 ,起清静检测和控制作用;
(4)监测点5:监控煤粉仓内CO是否超限 ,阻止煤粉仓内煤粉自燃。

图3 pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V在高炉系统中监测点的布设

3.2.3 焦炉煤气监测

如图4所示 ,凭证工艺生产和清静要求 ,焦炉煤气监测系统点位布设位于电捕获器中 ,剖析控制电捕焦油器中的O2 ,避免煤气与O2混淆抵达一定比例爆炸。

图4 pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V在焦炉系统中监测点的布设

4. pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V系统概述

4.1 性能特点

GALAS 6V系列激光气体剖析仪由于接纳了激光半导体二极管吸收光谱(TDLAS)手艺 ,从基础上解决了采样预处置惩罚带来的诸如响应滞后、维护频仍、易堵易漏、易损件和运行用度高等种种问题。

4.2 GALAS 6V系列的主要手艺指标

表2 pg网站麻将胡了仪器激光在线气体剖析仪GALAS 6V丈量指标

 

丈量气体

O2

CO

H2O

丈量规模(标准情形)

0-100%

0-2%

0-20%

最低的检测限制

100ppm-v

1ppm-v

5ppm-v

准确性(包括噪音 ,线性和重复性)

±2%/100ppm

±2%/1ppm

±2%/10ppm

区分率

100ppm-v

1ppm

5ppm

响应时间(T90)

< 2 s

< 4 s

< 4 s

吹扫气

0.3~0.8Mpa工业氮气

0.3~0.8Mpa工业氮气

0.3~0.8Mpa工业氮气

待测气体压力规模

0.8bar~5bar(绝压)

0.8bar~2bar(绝压)

0.8bar~2bar(绝压)

待测气体的温度规模

<80℃

取样速率

1s

漂移

可以忽略(在每个丈量周期小于丈量规模的2%)

预热时间

通常<1分钟

事情温度规模

探杆事情温度规模 (在线装置) :-20 ~ +55℃ (-4~131oF)
光学端事情温度:-40 ~+70 ℃(-40~+158oF)(不结露)

防护品级

IP66

4.3 现场谱图数据

下图为宁夏某钢铁厂现实应用GALAS 6V丈量CO和O2的事情图谱:

图5 氧气不炼钢时谱图

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图6 一氧化碳炼钢时谱图

图7 炼钢历史数据

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