干熄焦循環(huán)氣成份分析系統(tǒng)

干熄焦是當今煉焦工藝中最主要的冷卻方法，時事監(jiān)測循環(huán)氣中各組份的含量，可以及時反應出情況，指導的操作，提前采取有效措施，從而保障循環(huán)氣的順利生產(chǎn)，同時為提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量起著十分重要的作用。

本技術附件是依據(jù)干熄焦項目冷卻循環(huán)氣中的一氧化碳、二氧化碳、氫氣和氧氣分析儀的詢購文件，我們提交的技術文件遵守本項目的標準、規(guī)定和本詢購文件的要求，并保證供貨商及相關的文件也遵守本項目的標準、規(guī)定和本詢購文件的要求。

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TR-9200型過程循環(huán)氣成份分析成套系統(tǒng)是應用于干熄焦項目冷卻循環(huán)氣中組份分析指導的專用在線分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)技，測量準確，反應速度快，能長期連續(xù)分析被測氣體，采用PLC進行自動控制，具有結構合理，運行可靠，自動化程度高，維護量少，自診斷保護功能強等特點。

4.1分析儀器：

TR-9200型成套系統(tǒng)所用分析儀器為西安聚能公司引進國外技術制造的氣體分析儀，該儀器測量，性能可靠，性價比高。

分析儀表單元采用西安聚能儀器有限公司的JNYQ系列分析儀，完成樣氣一氧化碳和二氧化碳、氧氣及氫氣的在線連續(xù)分析。分析儀的傳感器采用英國仕富梅公司原裝產(chǎn)品，分析儀性能穩(wěn)定可靠，響應時間快，智能化程度高。

分析參數(shù)：一氧化碳、氫氣、二氧化碳和氧氣

JNYQ-I-91型紅外線分析儀，能連續(xù)檢測循環(huán)氣中的一氧化碳、二氧化碳氧氣和氫氣的體積濃度。一氧化碳和二氧化碳采用的紅外線傳感器技術，氫氣采用不同氣體的熱導率不同的物理測量方法，氧氣采用順磁（機械式）原理，連續(xù)測量的工業(yè)固定式現(xiàn)場安裝儀器，能連續(xù)自動檢測循環(huán)氣中組份的體積濃度。

極大的提高了儀器的穩(wěn)定性。

儀器特點

l 一氧化碳和二氧化碳采用不分光紅外分析原理

l 氫氣采用熱導原理傳感器

l 氧氣采用順磁原理的傳感器

l 高穩(wěn)定性紅外光源：光源燈絲采用特殊鎧裝工藝，延長了使用壽命

l 雙氣室結構接收器，電容式精密傳感器檢測輸出，儀器穩(wěn)定性好

l 測量氣室鍍金耐腐蝕，獨特的洐磨工藝，內(nèi)壁達到鏡面光潔度

l 儀器部件單元化,維護、檢修方便

l 報警輸出（上、下限極值報警）

l 標準信號隔離輸出（420mA）

煉焦過程有大量的煤氣產(chǎn)生，該煤氣也稱焦爐煤氣。由于煤氣中含有大量的萘和焦油，冬季煤氣中萘大量結晶析出加之焦油結焦，造成煤氣管線堵塞，影響煤氣輸送。為了解決這一問題，在焦爐出口和煤氣管線之間加電捕集器，捕集煤氣中的萘和焦油。因煤氣是易燃易爆氣體，如果煤氣中的氧含量超標，在電捕集器內(nèi)就會發(fā)生爆炸。所以，在煤氣管線上設置在線含氧分析儀，當煤氣中氧含量達到上限設定值時，聯(lián)鎖系統(tǒng)動作，切斷電捕集器電源，以保證。根據(jù)焦爐煤氣的特點，選用西安聚能儀器有限公司TR-9200型氧分析儀對該煤氣中的氧含量進行測量。

針對焦爐煤氣所含有害成份極其復雜的這一惡劣工況，采用渦旋管制冷除焦油、除萘、除水汽和粉塵過濾技術達到取樣凈化初級處理的目的。 分析柜內(nèi)包含以下單元：預處理單元:由特殊液體過濾器（洗滌槽、霧過濾器、除硫器等效組件來完成凈化焦油、萘等成份的中間級凈化處理；由冷凝器、蠕動排液泵、脫流器、精細過濾器等組成來完成精細級的凈化處理；由特制耐腐抽氣泵、流量控制器等組成樣品的取氣和穩(wěn)壓穩(wěn)流工作。確保焦爐煤氣樣品分步進行凈化、除塵、除濕、穩(wěn)壓、穩(wěn)流等一系列環(huán)節(jié)，其過濾精度可達0.1μ。

將符合要求的被測樣氣，送入分析儀器，確保了分析儀器工作的準確性和長期可靠性。 分析控制聯(lián)鎖單元:由磁氧分析儀完成樣氣氧含量的在線連續(xù)分析，連續(xù)輸出4-20mA信號。氧分析儀帶報警輸出接點，可在量程范圍內(nèi)設定報警和聯(lián)鎖值，當O2含量濃度超限時進行報警和聯(lián)鎖。

術參數(shù)和說明：

技術參數(shù)：（焦爐煤氣電捕焦器現(xiàn)場采樣分析點工況）

取樣點位置：焦爐煤氣電捕焦器出口

分析參數(shù)： O2（可選擇分析原理：電化學，磁氧或者激光分析儀，其價格有較大差異）

測量范圍： O2：0-2%（當達到1%O2輸出報警節(jié)點信號，自由設定）

被測煤氣溫度：40～60

含塵量：微量

含水量：中等

含焦油量：少量

其他腐蝕成份（S O2）：少量

結晶物（萘）：少量

管道壓力：微正壓

2工作原理

TR-9200型煤氣含氧分析儀是基于電化學測量原理。采用完全密封的燃料池氧傳感器是當前國際上的測氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。從而達到測量組分02含量的目的。

3結構及特點

該儀表按功能劃分，主要由取樣系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)、分析控制聯(lián)鎖系統(tǒng)3部分組成。

3.1取樣系統(tǒng)

完成樣氣的現(xiàn)場采集、輸送及過濾，然后送入分析機柜內(nèi)的預處理單元。取樣方式采用干法取樣，輸樣管道長度不大于25m。

3.2預處理系統(tǒng)

由西安聚能儀器專利型取樣探頭、霧過濾器組件、不銹鋼結構大容積過濾器組件、除濕器、特制耐腐抽氣泵、蠕動排液泵、精細過濾器流量控制器等組成。其功能：完成樣氣的凈化、除塵、除濕、穩(wěn)壓、穩(wěn)流，其過濾精度可達0.11-1,。將符合要求的被測樣氣，送入分析儀器，確保了分析儀器工作的準確性和長期可靠性。見圖1所示。

3.3分析控制聯(lián)鎖系統(tǒng)

TR-9200型分析系統(tǒng)采用西安聚能儀器有限公司JNYQ-O-11型氧分析儀，完成樣氣氧含量的在線連續(xù)分析，連續(xù)輸出4～20mA.DC信號。氧分析儀帶報警輸出接點，可在量程范圍內(nèi)設定報警和聯(lián)鎖值，當O：含量濃度超限時進行報警和聯(lián)鎖。

(1)實用工況

煙氣含塵量：50g/Nm3；

介質(zhì)溫度：20～200；

介質(zhì)壓力：-lOkPa～+lOkPa；

) -

焦油含量：500mg/m3；

苯類含量：5 0rrig/m3；

H2S含量：lOmg/m3；

含水量：飽和水汽。

(2)主要技術參數(shù)

測量范圍：02：0～2%；

線性誤差：<±1%F.S；

零點漂移：±1%F.S；

量程漂移：±1%F.S；

系統(tǒng)響應時間：< 30s；

輸出信號：模擬信號：4～20mA.DC，報警信號無源接點；

供電電源：220VAC 50Hz功率3～5kVA。

4儀表現(xiàn)場使用情況

該套氧分析儀已在國內(nèi)多家焦化行業(yè)的煤氣脫萘裝置上投入運行，分析取樣點在電捕集器出口。投用以來，運行比較穩(wěn)定，維護工作量大大降低。特別是預處理系統(tǒng)處理效果很好，保證了分析儀的準確分析，同時也保證了電捕集器的、穩(wěn)定運行。

5存在的問題及對策

(1)該套分析儀能否穩(wěn)定的運行，預處理系統(tǒng)是關鍵。

(2)由于取樣裝置采用干法取樣，一旦斷電，將造成整個測量系統(tǒng)停運，所以有條件的場所采用UPS供電。

如：氣體預處理，氧氣分析儀,便攜式氧氣分析儀,防爆型氧分析儀,氧化鋯分析儀,露點儀,防爆型露點儀,

便攜式露點儀,分體式露點儀,氫氣分析儀,防爆氫氣分析儀,高純氫氣分析儀,紅外線分析儀,一氧化碳分析儀,

二氧化碳分析儀,氨氣分析儀,二氧化硫分析儀,硫化氫分析儀,甲烷分析儀,水泥廠氣體分析系統(tǒng),焦爐煤氣分析系統(tǒng),水煤氣分析系統(tǒng),煤造氣分析系統(tǒng),半水煤氣分析系統(tǒng),高爐煤氣分析系統(tǒng),轉(zhuǎn)爐煤氣分析系統(tǒng),高爐噴煤分析系統(tǒng),

焦爐煤氣分析儀

電捕焦氧控儀

煤氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生焦油的一部分以極其微小的霧滴懸浮于煤氣中，其粒徑1～7μm。煤氣中的焦油霧會在后續(xù)的煤氣凈化過程中被洗滌下來而進入溶液或吸附于管道和設備上，造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設備及管道堵塞。

1 電捕焦油器的操作要求

捕集煤氣中焦油霧的設備有機捕焦油器和電捕焦油器兩種，我國目前主要采用電捕焦油器捕集煤氣中的焦油霧。電捕焦油器按沉淀極的結構可分為管式、蜂窩式、同心圓式和板式等類型。電捕焦油器都是利用高壓靜電作用下產(chǎn)生正負極，使煤氣中的焦油霧在隨煤氣通過電捕焦油器時，由于受到高壓電場的作用被捕集下來。由于煤氣易燃易爆，就必須保證電捕焦油器的操作。另外，電捕焦油器電極間有電暈，可能會發(fā)生火花放電現(xiàn)象。如果煤氣中混有氧氣，當煤氣與氧氣的混合比例達到爆炸極限時就會發(fā)生爆炸。

2 煤氣中氧含量的控制

煤氣中氧氣的主要來源有以下幾方面，一是生產(chǎn)過程中因設備及管道泄漏而進入的空氣；二是氣化用氣化劑過?；蚨搪?；三是在煤氣生產(chǎn)過程中，會有一定量的空氣進入煤氣中。為保證混入的空氣與煤氣混合后不達到爆炸極限，就應控制煤氣中的氧氣含量?！冻擎?zhèn)燃氣設計規(guī)范》( GB 50028-2006)規(guī)定，當干餾煤氣中氧的體積百分數(shù)大于1％時，電捕焦油器應發(fā)出報警信號。當氧的體積百分數(shù)達到2％時，應設有立即切斷電源的措施?！豆I(yè)企業(yè)煤氣規(guī)程》(GB 6222-2005)中也有此規(guī)定。這些規(guī)定都是以煤氣中氧的體積百分數(shù)不得超過1％為界限。但這一界限比較保守，實際生產(chǎn)過程中的操作難度較大。

3 煤氣中氧含量與爆炸極限的關系

不同煤氣的爆炸極限各不相同，各種人工煤氣的爆炸極限見表1。

從表1可見，對于焦爐煤氣、油煤氣和直立爐煤氣，當達到煤氣的爆炸上限時，煤氣中氧的體積百分數(shù)為12％～13.5%(即煤氣中的空氣體積百分數(shù)達60％左右)時才能形成爆炸性氣體。而正常生產(chǎn)情況下，煤氣中空氣量不可能達到如此高的程度，因此煤氣中氧體積百分數(shù)低于1％的控制指標可以適當放寬。對于發(fā)生爐煤氣及水煤氣，當煤氣中空氣的體積百分數(shù)達到30%左右(即煤氣中氧體積百分數(shù)達到6％以上)時才能達到爆炸極限。以爆炸極限范圍最寬的水煤氣為例，如果控制煤氣中氧的體積百分數(shù)3%，相當于煤氣中空氣的體積百分數(shù)14. 3 %，這時距離其爆炸上限(空氣體積百分數(shù)為29.6%)還相當遠，還有相當大的緩沖空間。因此，從爆炸極限角度分析，控制煤氣中氧的體積百分數(shù)3％應是的。

4 建議

實際生產(chǎn)過程中，控制煤氣中氧的體積百分數(shù)低于1％很難進行操作，許多企業(yè)采用氧的體積百分數(shù)1%時切斷電源的控制程序，故經(jīng)常發(fā)生斷電停車事故，影響后續(xù)工序的正常生產(chǎn)。隨著工藝、設備及控制技術的發(fā)展和操作人員素質(zhì)的提高，相當一部分企業(yè)能夠控制煤氣中的氧體積百分數(shù)1 %，如上海的幾個煤氣廠、焦化廠，均能夠控制電捕焦油器煤氣中氧的體積百分數(shù)1%。但國內(nèi)大部分相關企業(yè)都反映很難控制電捕焦油器煤氣中氧的體積百分數(shù) 1%，大部分企業(yè)都控制在2％～4%。