*熱導(dǎo)多組份煤氣分析儀在煤氣化行業(yè)的應(yīng)用
我國是以煤炭為主要一次能源的國家,,一次能源消費中煤炭的占比達(dá)到62%,。但我國的煤炭利用技術(shù)總體上是落后的,在煤炭的轉(zhuǎn)化利用過程中普遍存在效率低,、污染嚴(yán)重等問題,。隨著能源問題的日益突出,潔凈煤技術(shù)越來越多地應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中,,其中大規(guī)模煤氣化,、煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)成為了煤炭綜合應(yīng)用的主要方向之一,。“十一五”期間,,煤氣化屬于國家鼓勵項目,,其中明確指出新型煤化工領(lǐng)域?qū)⒅攸c開發(fā)和實施煤的焦化技術(shù)、大型煤氣化技術(shù)和以煤氣化為核心的“多聯(lián)產(chǎn)”技術(shù),。
2.煤氣化原理
煤炭氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi),,在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑(如蒸汽/空氣或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),,將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2,、CH4等可燃?xì)怏w和CO2,、N2等非可燃?xì)怏w的過程。氣化過程發(fā)生的反應(yīng)包括煤的熱解,、氣化和燃燒反應(yīng),。煤的熱解是指煤從固相變?yōu)闅狻⒐?、液三相產(chǎn)物的過程,。煤的氣化和燃燒反應(yīng)則包括兩種反應(yīng)類型,即非均相氣-固反應(yīng)和均相的氣相反應(yīng),。
煤炭氣化時,,必須具備三個條件,即氣化爐,、氣化劑,、供給熱量,三者缺一不可,。
煤氣化工藝根據(jù)氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式不同可區(qū)分為固定床(移動床),、流化床、氣流床,,此外還有地下煤氣化工藝,。
3.煤氣分析儀的原理和技術(shù)特點
近年來紅外煤氣分析儀越來越多地應(yīng)用于實際煤氣化煤氣分析當(dāng)中。便攜式4400TOTAL熱導(dǎo)多組份煤氣分析儀測量煤氣成分中的CO,、CO2,、CH4、CnHm的濃度,,同時根據(jù)測量成分的濃度,,計算得到煤氣的理論熱值。取代了奧氏氣體分析儀的人工取樣和人工分析環(huán)節(jié),,可實現(xiàn)自動化測量,,避免了人工誤差;同時預(yù)處理系統(tǒng)和儀器相對燃燒法熱值儀具有結(jié)構(gòu)簡單,,操作維護(hù)方便的特點,,更加適合煤氣化實時在線的分析要求,。
8867熱導(dǎo)煤氣分析儀準(zhǔn)確測量。熱導(dǎo)傳感器用于測量多種混合氣體時,,必然要考慮到煤氣中其他氣體的影響因素,,保證了各種煤氣組成的測量的準(zhǔn)確性.
煤氣主要成分中CO、O2與背景氣N2的熱導(dǎo)系數(shù)相當(dāng),,根據(jù)不同氣體熱導(dǎo)系數(shù)的差別,,保證了H2、CO,、CH4的測量結(jié)果,煤氣分析儀對煤氣的各氣體成分進(jìn)行分析,,并將各種氣體的相互影響進(jìn)行了濃度修正和補償,消除煤氣中其他成分對H2\CO\CH4的影響,,保證了測量值的準(zhǔn)確性,。
煤氣化過程中產(chǎn)生的煤氣中的碳?xì)浠衔锍?/span>CH4外,還有少量的CnHm,,大多數(shù)紅外分析儀僅以CH4為測試對象,,折合成碳?xì)浠衔锟偭坑嬎銦嶂怠8鶕?jù)紅外吸收原理,,如圖1,,乙烷等碳?xì)浠衔镌诩淄榈奶卣鞑ㄩL3.3um左右有明顯吸收干擾。當(dāng)煤氣中其他碳?xì)浠衔锖枯^大時,,CH4的測試值會明顯偏大,,導(dǎo)致熱值測試不準(zhǔn),其熱值測試值也無法保證精度,而通過熱導(dǎo)原理測量,。就沒有了氣體間的相互感染。
4.煤氣分析儀在煤氣化中的應(yīng)用
根據(jù)煤氣化應(yīng)用領(lǐng)域的不同,,煤氣分析儀可實現(xiàn)煤氣熱值分析和煤氣成分分析兩種用途,。通常的應(yīng)用如下:
4.1工業(yè)燃?xì)鈶?yīng)用
作為工業(yè)燃?xì)猓话銦嶂狄鬄?/span>1100-1350大卡熱的煤氣,,可采用常壓固定床氣化爐,、流化床氣化爐均可制得。主要用于鋼鐵,、機(jī)械,、衛(wèi)生、建材,、輕紡,、食品等部門,用以加熱各種爐,、窯,,或直接加熱產(chǎn)品或半成品,。實際應(yīng)用中通常需要控制加熱溫度,以達(dá)到工藝或質(zhì)量控制目的,,燃?xì)獾臒嶂捣€(wěn)定性就尤為重要,。4400TOTAL煤氣分析儀針對H2和CO、CH4的測量采用了熱導(dǎo)系數(shù)的不同,,測量每種組份的含量,。無需不同原理間的測量補償技術(shù),可保證實際熱值測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,,為燃?xì)獾娜紵郎y控提供了有效有力的數(shù)據(jù)依據(jù),。
4.2民用煤氣應(yīng)用
民用煤氣的熱值一般在3000-3500大卡,同時還要求CO小于10%,,除焦?fàn)t煤氣外,,用直接氣化也可得到,采用魯奇爐較為適用,。與直接燃煤相比,,民用煤氣不僅可以明顯提高用煤效率和減輕環(huán)境污染,而且能夠極大地方便人民生活,,具有良好的社會效益與環(huán)境效益,。出于安全、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)等因素的考慮,,要求民用煤氣中的H2,、CH4、及其它烴類可燃?xì)怏w含量應(yīng)盡量高,,以提高煤氣的熱值,;而CO有毒其含量應(yīng)盡量低。8867煤氣分析儀測試煤氣熱值可知道氣化站的煤氣混合,,保證燃?xì)鉄嶂?;同時可測得CO、H2,、CH4的實際濃度,,有效控制CO濃度,保證燃?xì)獍踩?/span>
4.3冶金還原氣應(yīng)用
煤氣中的CO和H2具有很強的還原作用,。在冶金工業(yè)中,,利用還原氣可直接將鐵礦石還原成海棉鐵;在有色金屬工業(yè)中,,鎳,、銅、鎢、鎂等金屬氧化物也可用還原氣來冶煉,。因此,,冶金還原氣對煤氣中的CO含量有要求。8867煤氣分析儀可實時有效測量CO或H2濃度,,指導(dǎo)調(diào)整氣化工藝,,保證產(chǎn)氣效率。
4.4化工合成原料氣
隨著新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,以煤氣化制取合成氣,,進(jìn)而直接合成各種化學(xué)品的路線已經(jīng)成為現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ),主要包括合成氨,、合成甲烷,、合成甲醇、醋酐,、二甲醚等,。
化工合成氣對熱值要求不高,主要對煤氣中的CO,、H2等成分有要求,,一般德士古氣化爐、Shell氣化爐較為合適,。目前我國合成氨的甲醇產(chǎn)量的50%以上來自煤炭氣化合成工藝,。若煤氣成分中CO2濃度過高,直接會影響合成工序壓縮機(jī)的運行效率(一般降低10%左右),,必然造成電耗和壓縮機(jī)維修費用增加,。8867煤氣分析于CO、CO2,、H2等氣體的濃度測量,,用于指導(dǎo)合成氣工藝控制,可保證化工產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,,同時可達(dá)到節(jié)能的目的,。
4.5煤制氫應(yīng)用
氫氣廣泛的用于電子、冶金,、玻璃生產(chǎn)、化工合成,、航空航天,、煤炭直接液化及氫能電池等領(lǐng)域,目前世界上96%的氫氣來源于化石燃料轉(zhuǎn)化,。而煤炭氣化制氫起著很重要的作用,,一般是將煤炭轉(zhuǎn)化成CO和H2,然后通過變換反應(yīng)將CO轉(zhuǎn)換成H2和H2O,將富氫氣體經(jīng)過低溫分離或變壓吸附及膜分離技術(shù),,即可獲得氫氣,。實際應(yīng)用中由于CO含量的增加,必然會導(dǎo)致變換工序中變換爐的負(fù)荷增加,。它不但會使催化劑的使用壽命縮短,,而且使變換爐蒸汽消耗增加。8867煤氣分析儀用于煤氣成分分析,,提供煤氣中各氣體成分的濃度數(shù)據(jù),,指導(dǎo)氣化和轉(zhuǎn)換工藝的控制,可起到節(jié)能增效的作用,。
此外,,ADEV8867煤氣分析儀還可在煤氣化多聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用中提高化工生產(chǎn)效率,提供清潔能源,,改進(jìn)工藝過程,,以達(dá)到效益zui大化,有助于提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,。
5.結(jié)論
隨著煤氣化技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展,,對于煤氣化過程的監(jiān)測和控制提出了更高的要求。adev4400total便攜式熱導(dǎo)煤氣分析儀,、ADEV8867在線煤氣分析儀通過熱導(dǎo)技術(shù)完成了,。集紅外、熱導(dǎo)和電化學(xué)三種氣體傳感器技術(shù),,可實現(xiàn)對煤氣的成分分析和熱值分析,。在實際應(yīng)用中解決了H2測量補償和CH4測量抗干擾的問題,更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)燃?xì)?、民用煤氣,、冶金、化工等行業(yè),,可指導(dǎo)工藝控制和改善,,并達(dá)到節(jié)能增效的作用,有利于促進(jìn)煤氣化技術(shù)的提升,。
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