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1 電捕焦油器的安全操作要求
捕集煤氣中焦油霧的設(shè)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(jié)構(gòu)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安全操作。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(shè)備及管道泄漏而進入的空氣;二是氣化用氣化劑過剩或短路;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(yīng)控制煤氣中的氧氣含量。《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)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(yīng)發(fā)出報信號。當氧的體積百分數(shù)達到2%時,應(yīng)設(shè)有立即切斷電源的措施。《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(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(guān)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。
表1 各種人工煤氣的爆炸極限(%體積)
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煤氣種類 |
空氣中煤氣的爆炸極限 |
煤氣中空氣 的爆炸極限 |
煤氣含氧量
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上限 |
下限 |
上限 |
下限 |
上限 |
下限 |
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焦爐煤氣 |
35.8 |
4.5 |
64.2 |
95.5 |
13.5 |
20.1 |
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直立爐煤氣 |
40.9 |
4.9 |
59.1 |
95.1 |
12.4 |
20.0 |
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發(fā)生爐煤氣 |
67.5 |
21.5 |
32.5 |
78.5 |
6.8 |
16.5 |
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水煤氣 |
70.4 |
6.2 |
29.6 |
93.8 |
6.2 |
19.7 |
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油制氣 |
42.9 |
4.7 |
57.1 |
95.3 |
12.0 |
20.0 |
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(yīng)是安全的。
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(shè)備及控制技術(shù)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(guān)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%。國內(nèi)外多年的實際生產(chǎn)運行,沒有因煤氣含氧量過高而發(fā)生電捕焦油器爆炸的情況。
從理論上分析及國內(nèi)外企業(yè)多年的生產(chǎn)實踐看,控制電捕焦油器煤氣中的氧體積百分數(shù)≤3%是可行的。為滿足安全生產(chǎn)的要求,建議當煤氣中的氧體積百分數(shù)≥2%時自動報,當煤氣中的氧體積百分數(shù)達到3%時切斷電源。
對于用于一氧化碳變換的低熱值煤氣,氧的體積百分數(shù)>0.5%時應(yīng)自動報,并控制煤氣中的氧體積百分數(shù)≤1%。這是由于采用鎳系催化劑對煤氣含氧量的要求。
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(shè)備上,造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞。
焦爐煤氣
煤氣,顧名思義是從煤炭中出來的氣體。煤是由有機物和無機物組成的復(fù)雜的混合物。煤主要含碳,其余含有少量的氫、氮、硫、氧等以及無機礦物質(zhì)硅、鋁、鈣、鐵等元素。煤氣是一種通俗的叫法。煤氣的來源是煤的干餾和煤成氣。所謂煤的是干餾指把煤與空氣隔絕,加熱分解的過程。煤經(jīng)過干餾能產(chǎn)生出焦炭、煤焦油、焦爐氣也就是煤氣。
TR-9200型焦爐煤氣氧含量分析系統(tǒng)是焦爐、煤氣發(fā)生爐、熱風爐氣體分析系統(tǒng),是為了減少燃氣排放污染,提高燃燒效率,回收顯熱,提高產(chǎn)品質(zhì)量等目的而專門設(shè)計的分析系統(tǒng),由于焦爐爐氣、煙道氣、干熄焦氣、煤氣發(fā)生爐爐氣、熱風爐爐氣等測檢點都不同程度地含有焦油、粉塵、低沸點有機物、H2S等硫物或水汽,具有高粘度、易結(jié)晶、有腐蝕性等特點,故氣體成份復(fù)雜,易造成分析系統(tǒng)堵塞、腐蝕。針對上述情況,我們采用多種新技術(shù)針對性設(shè)計的該系統(tǒng)具有安全可靠、抗腐蝕、無堵塞、取樣真實、響應(yīng)快、分析精度高、配置和選型等諸多特色。
為什么要分析焦爐煤氣氧含量:GB6222—86《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》5.1.3.11規(guī)定:每臺煤氣發(fā)生爐的煤氣輸入網(wǎng)路(或加壓)前應(yīng)進行含氧量分析,含氧量大于1%時,禁止并入網(wǎng)路。
GB6222—86《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》5.2.4規(guī)定:水煤氣(半水煤氣)的含氧量應(yīng)嚴格控制,一般設(shè)自動分析儀,并應(yīng)有人工分析進行定期抽查。正常情況下,總管煤氣含氧量應(yīng)小于0.6%;單臺爐系統(tǒng)煤氣含氧量達到1%時,該爐必須停車。
GB50195-94《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計規(guī)范》13.0.13.5規(guī)定:電氣濾清器宜裝設(shè)煤氣含氧量檢測裝置。當含氧量大于0.8%時,應(yīng)發(fā)出聲、光信號;當達到1%時,應(yīng)自動或手動切斷其高壓電源。
焦爐煤氣含氧量安全限值接近4%,適當放寬焦爐煤氣安全含氧量是可以的,工業(yè)生產(chǎn)中時常超過1%的含氧量限制,個別達到4%,焦爐煤氣安全含氧量應(yīng)要控制在2%以下。
焦爐煤氣氧含量在線分析難點:在所有工業(yè)氣體在線監(jiān)測中,焦爐煤氣在線分析是難度的,原因很簡單------煤氣中有大量的焦油和萘等結(jié)晶物。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(shè)備上,造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞。
焦爐煤氣氧含量在線分析解決方案:一 原位型激光氧分析儀:即在待分析的煤氣管道上開孔,裝上氧傳感器(有些是管道正對開兩個孔,一個是光源發(fā)射裝置,另一個是接收裝置)。但在實際使用過程中有如下問題::1 原位安裝儀表必要24小時不間斷高純氮氣(理論99.999%)反吹,必須要制氮機,但普通制氮機純度達不到,嚴重影響測量結(jié)果,投入成本較大,而且氮氣反吹焦油和萘等結(jié)晶物基本沒有效果,極易造成光源污染。 2 維護不方便(取下清洗標校必須非常專業(yè),然后安裝對光源也很專業(yè)),并且維護成本高。 3 高純度氮氣反吹導(dǎo)致測量結(jié)果普遍偏低,軟件補償?shù)目煽啃灾档脩岩伞?/span>
二 旁路型焦爐煤氣氧分儀(電化學(xué),磁氧,激光):將氣體通過氣泵取出,經(jīng)過多級過濾后進入氣體分析儀,測量結(jié)果準確迅速,投入小,維護便捷。
西安聚能儀器生產(chǎn)的TR-9200型焦爐煤氣氧分析系統(tǒng)質(zhì)量可靠,維護簡便,電捕焦前后及正負壓區(qū)均可安裝,開孔不方便的情況下無需停產(chǎn)另行開孔,具有專利技術(shù)(實用專利證號:第1657273號)的取樣裝置,過濾效果優(yōu)秀。如需詳細資料請來電索取:聯(lián)系人: 劉星宇電 話
地 址: 陜西省西安市經(jīng)開區(qū)草灘工業(yè)園草灘六路南段
(另市面上有公司冒用我公司業(yè)績及產(chǎn)品的情況予以譴責,故請客戶如有時間安排現(xiàn)場或者來廠家考察)
焦化廠焦爐煤氣在線氧氣分析系統(tǒng)
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分三種原理: 一、電化學(xué)氧分析儀 二、原裝進口西門子磁氧式分析儀 三、激光分析儀(原裝進口維薩拉)
TR-9200型本系統(tǒng)是專門為電捕焦器氣體成份在線連續(xù)檢測O2含量而精心設(shè)計配套的一種電器儀表設(shè)備。它集機、電、儀于一體,具有較高的可靠性、的傳感器、先進的測量技術(shù)和精良的取樣預(yù)處理相結(jié)合,組成了功能完善、安全可靠、維護量小、操作簡便、使用壽命長的過程分析系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了國際先進的取樣和預(yù)處理技術(shù)進行凈化和處理焦爐煤氣中的焦油、煤粉塵、水汽和萘、硫化氫等腐蝕等物質(zhì),確保了分析儀器的長期在線運行。與同類產(chǎn)品相比具有很高的技術(shù)優(yōu)勢和性價比優(yōu)勢。
分析控制裝置的組成及功能 分析控制聯(lián)鎖單元:由氧分析器完成樣氣氧含量的在線連續(xù)分析,連續(xù)輸出4-20mA信號。氧分析儀帶報輸出接點,可在量程范圍內(nèi)設(shè)定報和聯(lián)鎖值,當O2含量濃度超限時進行報和聯(lián)鎖。
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焦爐煤氣氧氣激光分析分析系統(tǒng)由1套激光氧分析發(fā)生器和1套氣體采樣及預(yù)處理成套系統(tǒng)組成。
(1)激光氧分析發(fā)生器具有精度高、響應(yīng)快、效準周期長、性能穩(wěn)定可靠,是當今世界上的氧量分析儀之一。
(2)預(yù)處理系統(tǒng)是我公司自主研發(fā)的預(yù)處理系統(tǒng)之一。將樣氣取樣,然后通過預(yù)處理等方式去除樣氣中的焦油、苯類、粉塵后送入儀表進行分析,這樣保證了儀表的使用壽命,同時大大減小了儀表的維護工作量。柜內(nèi)的預(yù)處理系統(tǒng)關(guān)鍵部件都是原裝進口的等部件組成。
預(yù)處理工作流程概述:焦爐煤氣取樣口一般是負壓(-2Kpa左右)或微負壓,壓力很不穩(wěn)定,并且焦油呈霧狀,有較強的粘稠能力。所以系統(tǒng)采用高動力真空抽氣泵方式保證系統(tǒng)有足夠的抽氣能力。管道內(nèi)呈高溫將樣氣進行采集,避免了探頭堵塞,將采樣到的樣氣通過高效水洗器除去80%左右的焦油、苯、粉塵由排氣口排出,然后樣氣進入一體化水冷/氣水分離,將樣氣降溫并冷凝后產(chǎn)生的冷凝水自動排出并取出干燥樣氣,送入精洗器,除去20%左右的焦油、苯、粉塵后達到較為干凈的樣氣后送入儀表進行分析。標氣通過標定口直接進入儀表進行校準,無需任何切換。
激光氧氣發(fā)生器特點/優(yōu)勢
§ 降低采樣設(shè)備的需求
§ 直接接觸式探頭或采樣室選項
§ 耐受腐蝕性化學(xué)氣體
§ 耐受極濕環(huán)境甚至液態(tài)水
§ 無需更換探頭
§ 維護量低
§ 預(yù)防性維護診斷
§ 加熱的光學(xué)表面防止結(jié)露
§ 本安型激光氧氣發(fā)生器
【簡介】無需采樣,直接安裝在工藝過程中的激光二極管氣體分析儀,測量氣體組分和溫度,響應(yīng)快速、對工藝無影響。
纖維光學(xué)和紅外二極管激光技術(shù),高質(zhì)量、高可靠性的通訊、非常結(jié)實的分析儀,免維護,可以安裝在極端苛刻的工藝環(huán)境中,如1500oC高溫和極端的粉塵。不受其它氣體的交叉干擾,內(nèi)置標定系統(tǒng),終生不需要標定。可遠程控制和診斷。
最多3個交叉激光傳感器,可選本安型用于防爆區(qū)域,可鏈接任意連接分析儀。分析儀可安裝在控制室中的19"機架或柜內(nèi),最多可測量3個測量點,傳感器和分析儀直接距離1000m。
現(xiàn)在,可以用近紅外二極管激光器測量的氣體包括,O2, NH3, HCl, HF, H2O, CO, CO2, H2S, CH4等,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展將有更多的氣體可以被檢測。
特點:
現(xiàn)場測量
測量在一個人們難以到達的地方進行:傳感器直接監(jiān)測工藝生產(chǎn)中的氣體 —— 不需要使用取樣管路。
中心單元通過光纖與傳感器分隔開。不管環(huán)境多么惡劣,分析儀始終都可以位于危險環(huán)境之外。
測量速度快
測量以實時方式進行。這就能夠?qū)崿F(xiàn)對動態(tài)過程進行一個提前控制并允許快速、低成本的校正。
測量精確
激光的本質(zhì)特性決定了單一的光譜可以不受到干擾。因為激光的帶寬特別窄,只有吸收光譜與之相吻合得氣體組分才能夠有(吸收)反應(yīng)。
由于激光技術(shù)所固有的優(yōu)秀補償能力,所以其它一些干擾,例如灰塵和溫度,就可很容易地被去除。
測量組分: O2/ 溫度,NH3/H2O,HF/H2O,HCl/H2O,CO/CO2,低 ppm 的H2O,等等
應(yīng)用
· 鋼鐵:高爐煤氣(CO, O2,CH4)、轉(zhuǎn)爐煤氣(CO,O2)、電除焦/塵(CO,O2)、熱風爐(O2)……
· 石油化工:煉油廠催化煙氣(CO, O2)、乙烯(CH4)、尾氣回收(O2)……
· 化工:MDI/TDI(O2), PTA尾氣(O2), 甲醇(CO, O2), 醋酸(O2)……
· 煤化工:煤氣安全監(jiān)測(CO, O2)、……
· 合成氨:NH3, O2……
· 電力:DeNOx(NH3)控制,燃燒控制(O2/T)……
· 垃圾焚燒:排放(HCl,HF)
· 有色金屬:鋁廠(HF)、銅廠(O2)
· 制藥:工藝控制(NH3,O2)
· 內(nèi)燃機:DeNOx研究(NH3)
· 水泥:CO,O2
TR-9200型煤氣熱值在線分析系統(tǒng)
煤氣熱值分析儀 (煤制