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气体分析仪在焦化厂干熄焦工艺中应用
浏览:   次 ·  来源:http://www.xadckj.cn ·  作者:西安德创电气科技有限公司 ·  发布日期:2022-05-27 09:05:42

      干熄焦生产中,为指导工艺调节、防止气体循环系统发生爆炸,采用气体分析仪对循环气体中关键控制成分进行实时在线监测。在干熄焦工艺中,惰性气体大多采用N2,随着循环过程的进行,循环气体中的H2和CO成分逐渐增多,并很快形成了由H、CO等组成的爆炸性气体。正常生产时,循环系统中的O2含量较低,不会引起爆炸,但当设备出现泄漏点或是在循环风机停止运转时,有空气进入就会发生危险。因此,及时、准确地检测循环气体中O2、CO、H、CO2的浓度,对保证干熄焦工艺安全生产有重大意义。干熄焦系统循环气体中H、CO、CO2、O2等微量气体的含量是通过气体分析仪进行检测的,故循环气体成分分析与操作控制是保证干熄炉安全生产的关键。

      虽然基于DLAS技术的激光气体分析仪已有应用,能够对循环气体中的O2、CO、CO2进行原位分析,但是对H2的分析还需采取取样分析。实际生产中,基于取样分析的干熄焦气体分析仪的故障多表现为取样系统堵塞,直接影响分析结果的准确性,因而对取样系统堵塞的原因进行分析和采取防治措施是十分必要的。


1、干熄焦技术的原理

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      干熄焦技术的原理主要涉及到以下几个方面:湿熄焦方式的突出特征在于对焦炭进行喷水冷却,这种方式不仅会浪费不必要的热能,还会降低焦炭质量,这对于高炉生产和环境保护工作的开展都是非常不利的。干熄焦技术指的是在干熄炉内通过对惰性气体进行合理应用的方式,实现对红焦的冷却,而惰性气体在冷却后也可以通过特定除尘设备的处理后,再次投入使用。与湿熄焦技术相比,干熄焦技术无论在煤炭质量、使用成本还是在环境保护方面,都具有较为明显的优势。

2 、分析仪系统装置构成

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      干熄焦循环气体分析仪装置主要由样气采集和处理装置及气体分析仪表组成,外接能源介质管道和排放设施。首先是样气采集和处理系统样气采集和处理系统从循环气体管道中采集循环气体,并将采集的样气进行除尘除水干燥降温等一系列处理后,为分析仪器提供合格的样气,主要由蒸汽引射器、水洗器、水冷器、旋风制冷器、过滤器、排凝器、水过滤器等装置组成。其次是气体分析仪器净化后的样气干燥过滤后,分成3路,分别经玻璃管流量计送往O2分析仪、H2分析仪、CO/CO2分析仪进行分析。玻璃管流量计主要显示和调节送往分析仪器的样气的流量,流量的大小将影响仪器的准确测量。气体分析仪器是整个系统的核心,测量均在此单元进行,测量数据也在此单元生成。

3、 气体分析仪工作流程

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      气体分析仪工作流程主要涉及到以下方面:气体分析仪用样气从干熄炉入口处采集,采样气时,蒸汽通过探头蒸汽引射器的文丘里喷嘴形成文丘里效应,在文丘里喷嘴(一级引射器)处形成负压抽取气样,样气和蒸汽的混合气经过取样管线进入分析柜,通过水喷射装置(二级引射器)二次增压及与冷却水混合、净化、降温后,从上部进入气水分离器,除去气样杂质和水分,进行气水分离后再进入旋风冷却器,用压缩空气冷却至10℃15℃进入自动排凝器中。

4、分析仪在干熄焦工艺的应用

4.1热导气体分析仪       

       分析仪在干熄焦工艺的应用之一是热导气体分析仪。热导气体分析仪利用气体的体积分数与气体导热系数有关这一物理特性。通过热导池把多组分混合气体的导热系数λm的大小转化为电阻值的变化。圆柱形腔体中,垂直悬挂一根热敏电阻元件,通过两端引线通以电流。被测气体通过热导池时,在热敏电阻上通过恒定电流,电阻丝产生的热量会向四周散发,热量通过气体导热换热的方式向气室壁传出。当混合气体中氢气含量增加后,混合气体的λm则会增大,电阻丝产生的热量通过气体传导到热导池壁的热量必然也会增大,电阻丝的平衡温度就会下降,导致电阻丝电阻值减小。通过测量热丝阻值的大小来确定氢气的含量。

 4.2分格斜道技术

       分析仪在干熄焦工艺的应用之二是分格斜道技术。对于大型的干熄炉而言,对分格斜道的技术进行合理应用,能够在很大程度上斜道口焦炭上浮的现象进行避免,从而提升干熄炉生产的稳定程度,另外还可以对斜道区受力的情况加以改善,延长斜道的使用寿命。在斜道的出口处合理应用调节砖,能够降低由于干熄焦温度过高而引起调节板软化、下坠甚至脱落问题的发生几率。

5、取样系统堵塞以及预防堵塞措施

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      首先是取样系统堵塞的原因:①循环气体在流经干熄炉内焦炭层时会携带一定量的焦粉,虽然经过两级除尘。但在再次经过红焦层前的流路(含循环气体取样点)上,循环气体中总会携带少量的焦粉。②当炼焦配合煤的性质和炼焦最终温度发生变化时,特别是当焦炭成熟度偏低时,焦炭在干熄炉内分解出的焦油汽、HS的析出量会增加很多,这些成分会进入循环气体中。③循环气体中HS完全氧化时生成SO2,而与氧发生不完全氧化反应生成单质硫。另外,HS在高温下也能分解成单质硫。④采用空气导入法控制可燃成分含量时,由环形风道处导入的空气并不能将上述组分完全燃烧。⑤气体分析仪的取样点通常设在副省煤器(锅炉给水预热器)后、干熄炉入口前的风道上,循环气从气道中引出至分析仪表的过程中,循环气体与外界大气温度有近100℃的温差。如没有适当的保温,循环气体中的硫、焦油、水蒸汽等组分会在取样口、取样探头、过滤器等处凝结。⑥采取降低配煤质量、使用高硫煤、添加粘结剂或降低焦炭的成熟度等方法可以降低焦炭生产成本,但使干熄焦循环气体中焦油、水蒸汽(氢气燃烧)及硫的含量升高,从而加重了取样系统的堵塞。其次是防止堵塞措施:增设在线吹扫装置。在水气分离器的出气口和排水口各加装一个阀门,当要对探头进行吹扫时,关闭这两个阀门,拆除蒸汽引射器内的节流件,即可利用过热蒸汽对探头进行充分的吹扫。另外,在进仪表前的样气管道上加装一个手动排污装置,可在仪表检修后重启时快速排水,也可用于辅助判断样气管路是否堵塞。还可作为吹扫管道时的出气口,免除吹扫时拆卸管道的麻烦。通过增设在线吹扫装置后,维护人员通过开关相应的阀门,很方便地利用蒸汽吹扫取样探头及样气管路。

结·语

      总之,由氧分析仪、氢分析仪、红外线分析仪,配以蒸汽引射、水洗水冷、空冷、过滤的样气处理装置组成的干熄焦气体分析系统,改进后,循环气体分析仪正常在线检测,保证干熄焦系统的安全顺产,可提高干熄焦系统的干熄率、干熄率的提高,有利于高炉炼铁的操作控制,降低了高炉的焦比,降低了高炉的运行成本。

注:文字来源于网络

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