干熄焦循环气分析系统

干熄焦是当今炼焦工艺中较主要的冷却方法,时事监测循环气中各组份的含量,可以及时反应出情况,指导安全的操作,提前采取有效措施,从而保障循环气的安全顺利生产,同时为提高产品质量,产量起着十分重要的作用。 本技术附件是依据干熄焦项目冷却循环气中的一氧化碳,二氧化碳,氢气和氧气分析仪的询购文件,我们提交的技术文件遵守本项目的标准,规定和本询购文件的要求,并保证供货商及相关的文件也遵守本项目的标准,规定和本询购文件的要求。 我们提供的气体分析仪及附件和附属设备的制造质量,供货,技术规格,文件的图纸资料,技术服务,工程服务,包装运输,开箱检验,安装指导,现场调试,设备调试运行等各个环节负有完全责任。 本技术文件将作为订货合同的附件,是该合同不可分割的一部分,作为一个整体具有同等的法律效力,并与订货合同同时生效。 TR-9200型过程循环气成份分析成套系统是应用于干熄焦项目冷却循环气中组份分析指导安全的专用在线分析系统。该系统技术先进,测量准确,反应速度快,能长期连续分析被测气体,采用PLC进行自动控制,具有结构合理,运行安全可靠,自动化程度高,维护量少,自诊断保护功能强等特点。 4.1分析仪器： TR-9200型成套系统所用分析仪器为西安聚能公司引进国外技术制造的气体分析仪,该仪器测量准确,性能可靠,性价比高。 分析仪表单元采用西安聚能仪器有限公司的JNYQ系列分析仪,完成样气一氧化碳和二氧化碳,氧气及氢气的在线连续分析。分析仪的传感器采用英国仕富梅公司原装产品,分析仪性能稳定可靠,响应时间快,智能化程度高。 分析参数：一氧化碳,氢气,二氧化碳和氧气 JNYQ-I-91型红外线分析仪,能连续检测循环气中的一氧化碳,二氧化碳氧气和氢气的体积浓度。一氧化碳和二氧化碳采用先进的红外线传感器技术,氢气采用不同气体的热导率不同的物理测量方法,氧气采用顺磁（机械式）原理,连续测量的工业固定式现场安装仪器,能连续自动检测循环气中组份的体积浓度。 极大的提高了仪器的稳定性。 仪器特点 l 一氧化碳和二氧化碳采用不分光红外分析原理 l 氢气采用热导原理传感器 l 氧气采用顺磁原理的传感器 l 高稳定性红外光源：光源灯丝采用特殊铠装工艺,延长了使用寿命 l 双气室结构接收器,电容式精密传感器检测输出,仪器稳定性好 l 测量气室镀金耐腐蚀,独特的洐磨工艺,内壁达到镜面光洁度 l 仪器部件单元化,维护,检修方便 l 报警输出（上,下限极值报警） l 标准信号隔离输出（4—20mA） 炼焦过程有大量的煤气产生,该煤气也称焦炉煤气。由于煤气中含有大量的萘和焦油,冬季煤气中萘大量结晶析出加之焦油结焦,造成煤气管线堵塞,影响煤气输送。为了解决这一问题,在焦炉出口和煤气管线之间加电捕集器,捕集煤气中的萘和焦油。因煤气是易燃易爆气体,如果煤气中的氧含量超标,在电捕集器内就会发生爆炸。所以,在煤气管线上设置在线含氧分析仪,当煤气中氧含量达到上限设定值时,联锁系统动作,切断电捕集器电源,以保证安全。根据焦炉煤气的特点,选用西安聚能仪器有限公司TR-9200型氧分析仪对该煤气中的氧含量进行测量。 针对焦炉煤气所含有害成份极其复杂的这一恶劣工况,采用国际先进的涡旋管制冷除焦油,除萘,除水汽和粉尘过滤技术达到取样净化初级处理的目的。 分析柜内包含以下单元：预处理单元:由特殊液体过滤器（洗涤槽,雾过滤器,除硫器等效组件来完成净化焦油,萘等成份的中间级净化处理；由冷凝器,蠕动排液泵,脱流器,精细过滤器等组成来完成精细级的净化处理；由特制耐腐抽气泵,流量控制器等组成样品的取气和稳压稳流工作。确保焦炉煤气样品分步进行净化,除尘,除湿,稳压,稳流等一系列环节,其过滤精度可达0.1μ。 将符合要求的被测样气,送入分析仪器,确保了分析仪器工作的准确性和长期可靠性。 分析控制联锁单元:由磁氧分析仪完成样气氧含量的在线连续分析,连续输出4-20mA信号。氧分析仪带报警输出接点,可在量程范围内设定报警和联锁值,当O2含量浓度超限时进行报警和联锁。 术参数和说明： 技术参数：（焦炉煤气电捕焦器现场采样分析点工况） 取样点位置：焦炉煤气电捕焦器出口 分析参数： O2（可选择分析原理：电化学,磁氧或者激光分析仪,其价格有较大差异） 测量范围： O2：0-2%（当达到1%O2输出报警节点信号,自由设定） 被测煤气温度：40～60℃ 含尘量：微量 含水量：中等 含焦油量：少量 其他腐蚀成份（S O2）：少量 结晶物（萘）：少量 管道压力：微正压 2工作原理 TR-9200型煤气含氧分析仪是基于电化学测量原理。采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际上较先进的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。从而达到测量组分02含量的目的。 3结构及特点 该仪表按功能划分,主要由取样系统,预处理系统,分析控制联锁系统3部分组成。 3.1取样系统 完成样气的现场采集,输送及过滤,然后送入分析机柜内的预处理单元。取样方式采用干法取样,输样管道长度不大于25m。 3.2预处理系统 由西安聚能仪器专利型取样探头,雾过滤器组件,不锈钢结构大容积过滤器组件,除湿器,特制耐腐抽气泵,蠕动排液泵,精细过滤器流量控制器等组成。其功能：完成样气的净化,除尘,除湿,稳压,稳流,其过滤精度可达0.11-1,。将符合要求的被测样气,送入分析仪器,确保了分析仪器工作的准确性和长期可靠性。见图1所示。 3.3分析控制联锁系统 TR-9200型分析系统采用西安聚能仪器有限公司JNYQ-O-11型氧分析仪,完成样气氧含量的在线连续分析,连续输出4～20mA.DC信号。氧分析仪带报警输出接点,可在量程范围内设定报警和联锁值,当O：含量浓度超限时进行报警和联锁。 (1)实用工况 烟气含尘量：≤50g/Nm3； 介质温度：20～200℃； 介质压力：-lOkPa～ lOkPa； ) - 焦油含量：≤500mg/m3； 苯类含量：≤5 0rrig/m3； H2S含量：≤lOmg/m3； 含水量：饱和水汽。 (2)主要技术参数 测量范围：02：0～2%； 线性误差：<±1%F.S； 零点漂移：≤±1%F.S； 量程漂移：≤±1%F.S； 系统响应时间：< 30s； 输出信号：模拟信号：4～20mA.DC,报警信号无源接点； 供电电源：220VAC 50Hz功率3～5kVA。 4仪表现场使用情况 该套氧分析仪已在国内多家焦化行业的煤气脱萘装置上投入运行,分析取样点在电捕集器出口。投用以来,运行比较稳定,维护工作量大大降低。特别是预处理系统处理效果很好,保证了分析仪的准确分析,同时也保证了电捕集器的安全,稳定运行。 5存在的问题及对策 (1)该套分析仪能否稳定的运行,预处理系统是关键。 (2)由于取样装置采用干法取样,一旦断电,将造成整个测量系统停运,所以有条件的场所较好采用UPS供电。 如：气体预处理,氧气分析仪,便携式氧气分析仪,防爆型氧分析仪,氧化锆分析仪,露点仪,防爆型露点仪, 便携式露点仪,分体式露点仪,氢气分析仪,防爆氢气分析仪,高纯氢气分析仪,红外线分析仪,一氧化碳分析仪, 二氧化碳分析仪,氨气分析仪,二氧化硫分析仪,硫化氢分析仪,甲烷分析仪,水泥厂气体分析系统,焦炉煤气分析系统,水煤气分析系统,煤造气分析系统,半水煤气分析系统,高炉煤气分析系统,转炉煤气分析系统,高炉喷煤分析系统, 焦炉煤气分析仪 电捕焦氧控仪 煤气生产过程中产生焦油的一部分以极其微小的雾滴悬浮于煤气中,其粒径1～7μm。煤气中的焦油雾会在后续的煤气净化过程中被洗涤下来而进入溶液或吸附于管道和设备上,造成溶液污染,产品质量降低,设备及管道堵塞。 1 电捕焦油器的安全操作要求 捕集煤气中焦油雾的设备有机捕焦油器和电捕焦油器两种,我国目前主要采用电捕焦油器捕集煤气中的焦油雾。电捕焦油器按沉淀极的结构可分为管式,蜂窝式,同心圆式和板式等类型。电捕焦油器都是利用高压静电作用下产生正负极,使煤气中的焦油雾在随煤气通过电捕焦油器时,由于受到高压电场的作用被捕集下来。由于煤气易燃易爆,就必须保证电捕焦油器的安全操作。另外,电捕焦油器电极间有电晕,可能会发生火花放电现象。如果煤气中混有氧气,当煤气与氧气的混合比例达到爆炸极限时就会发生爆炸。 2 煤气中氧含量的控制 煤气中氧气的主要来源有以下几方面,一是生产过程中因设备及管道泄漏而进入的空气；二是气化用气化剂过剩或短路；三是在煤气生产过程中,会有一定量的空气进入煤气中。为保证混入的空气与煤气混合后不达到爆炸极限,就应控制煤气中的氧气含量。《城镇燃气设计规范》( GB 50028-2006)规定,当干馏煤气中氧的体积百分数大于1％时,电捕焦油器应发出报警信号。当氧的体积百分数达到2％时,应设有立即切断电源的措施。《工业企业煤气安全规程》(GB 6222-2005)中也有此规定。这些规定都是以煤气中氧的体积百分数不得超过1％为界限。但这一界限比较保守,实际生产过程中的操作难度较大。 3 煤气中氧含量与爆炸极限的关系 不同煤气的爆炸极限各不相同,各种人工煤气的爆炸极限见表1。 从表1可见,对于焦炉煤气,油煤气和直立炉煤气,当达到煤气的爆炸上限时,煤气中氧的体积百分数为12％～13.5%(即煤气中的空气体积百分数达60％左右)时才能形成爆炸性气体。而正常生产情况下,煤气中空气量不可能达到如此高的程度,因此煤气中氧体积百分数低于1％的控制指标可以适当放宽。对于发生炉煤气及水煤气,当煤气中空气的体积百分数达到30%左右(即煤气中氧体积百分数达到6％以上)时才能达到爆炸极限。以爆炸极限范围较宽的水煤气为例,如果控制煤气中氧的体积百分数≤3%,相当于煤气中空气的体积百分数≤14. 3 %,这时距离其爆炸上限(空气体积百分数为29.6%)还相当远,还有相当大的缓冲空间。因此,从爆炸极限角度分析,控制煤气中氧的体积百分数≤3％应是安全的。 4 建议 实际生产过程中,控制煤气中氧的体积百分数低于1％很难进行操作,许多企业采用氧的体积百分数≤1%时切断电源的控制程序,故经常发生断电停车事故,影响后续工序的正常生产。随着工艺,设备及控制技术的发展和操作人员素质的提高,相当一部分企业能够控制煤气中的氧体积百分数≤1 %,如上海的几个煤气厂,焦化厂,均能够控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤1%。但国内大部分相关企业都反映很难控制电捕焦油器煤气中氧的体积百分数≤ 1%,大部分企业都控制在2％～4%。国内外多年的实际生产运行,没有因煤气含氧量过高而发生电捕焦油器爆炸的情况。 从理论上分析及国内外企业多年的生产实践看,控制电捕焦油器煤气中的氧体积百分数≤3%是可行的。为满足安全生产的要求,建议当煤气中的氧体积百分数≥2％时自动报警,当煤气中的氧体积百分数达到3％时切断电源。 对于用于一氧化碳变换的低热值煤气,氧的体积百分数＞0.5％时应自动报警,并控制煤气中的氧体积百分数≤1%。这是由于采用镍系催化剂对煤气含氧量的要求。 焦炉煤气氧含量在线分析难点：在所有工业气体在线监测中,焦炉煤气在线分析是难度较大的,原因很简单------煤气中有大量的焦油和萘等结晶物。 焦炉煤气氧含量在线分析解决方案：一原位型激光氧分析仪：即在待分析的煤气管道上开孔,装上氧传感器(有些是管道正对开两个孔,一个是光源发射装置,另一个是接收装置)。但在实际使用过程中有如下问题：：1 原位安装仪表必要24小时不间断高纯氮气(理论99.999%)反吹,必须要制氮机,但普通制氮机纯度达不到,严重影响测量结果,投入成本较大,而且氮气反吹焦油和萘等结晶物基本没有效果,极易造成光源污染。 2 维护不方便(取下清洗标校必须非常专业,然后安装对光源也很专业),并且维护成本高。 3 高纯度氮气反吹导致测量结果普遍偏低,软件补偿的可靠性值得怀疑。 二旁路型焦炉煤气氧分仪(电化学,磁氧,激光)：将气体通过气泵取出,经过多级过滤后进入气体分析仪,测量结果准确迅速,投入小,维护便捷。 生产销售气体预处理,氧气分析仪,便携式氧气分析仪,防爆型氧分析仪,氧化锆分析仪,露点仪,防爆型露点仪,便携式露点仪,分体式露点仪,氢气分析仪,防爆氢气分析仪,高纯氢气分析仪,红外线分析仪,一氧化碳分析仪,二氧化碳分析仪,氨气分析仪,二氧化硫分析仪,硫化氢分析仪,甲烷分析仪,氩气分析仪,有毒可燃气体报警仪