电石炉除尘前后气体分析系统
时间：2011-09-28 阅读：1845
（一氧化碳，氧气，氢气，二氧化碳，CO,O2，H2，CO2等电石炉分析仪）
TR-9700电石炉气体分析仪一种安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高的密闭电石炉尾气分析系统设计方案。
前言：电石（CaC2）是基本的有机化工原料，曾被誉为有机合成之母。由它制得的乙炔气可代替石油制品生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、*、乙炔炭墨等一系列数千种有机产品的气体原料。电石化工作为煤化工的一个分支，一方面是具有生命力的产业，另一方面又是高耗能、高污染的产业。电石生产中，电石炉排放的烟气是zui大的污染源。为了加强环境保护治理和实现能源回收利用、降低生产成本、提高企业和社会效益，按照国家*2007 年70 号文件《电石行业准入条件》（2007 年修订）的意见。新建电石炉必须符合以下4 个要求：（1）建设大型密闭式电石炉；（2）单台炉容量25000KVA 以上；（3）初始总容量100000KVA；（4）电石炉气必须综合利用。电石炉气的净化和利用在国内外都是难题，要充分、安全、有效地利用电石炉气，就必须对电石炉尾气进行有效的监测。电石炉尾气分析方法主要有三种：手工（奥氏气体仪）分析、色谱仪分析、在线分析。本文仅就密闭式电石炉气的在线监测进行简要分析，对电石炉尾气分析系统的设计进行简要介绍。希望能抛砖引玉，从而实现在新建电石炉和老的电石炉改造后的尾气得到充分利用，进而实现环境保护、劳动保护以及实现能源回收利用、降低生产成本、提高企业和社会经济效益。1. 炉气的特性
生产过程中的密闭电石炉内,通电后生成产品的主要反应式如（1）所示：
1.1 炉气量：电石；
1.2 温度：正常400--800℃，（瞬时）1000℃。
1.3 炉气的组分（一般）
2. 炉气的特点
1.4 粉尘含量及组分
粉尘含量：
密闭电石炉尾气有以下特点：
（1）电石炉尾气出炉温度高且不稳定；
（2） 炉气量波动而不平稳，尾气中一氧化碳浓度高，约含74—85％，且温度高，属于易燃易爆的气体；
（3）尾气粉尘含量大且粒径小，5～10μm的约占粉尘40％，大于40μm的不足11％，高达150g／Nm3的烟尘使得尾气的回收很不利;
（4）尾气有一定的热值约2300—2600 Kcal／Nm3；
（5）尾气中含有微量的焦油，析出后和粉尘粘连，给低温除尘带来不便。
（1）电石炉尾气出炉温度高且不稳定；
（2） 炉气量波动而不平稳，尾气中一氧化碳浓度高，约含74—85％，且温度高，属于易燃易爆的气体；
（3）尾气粉尘含量大且粒径小，5～10μm的约占粉尘40％，大于40μm的不足11％，高达150g／Nm3的烟尘使得尾气的回收很不利;
（4）尾气有一定的热值约2300—2600 Kcal／Nm3；
（5）尾气中含有微量的焦油，析出后和粉尘粘连，给低温除尘带来不便。
3. 密闭电石炉尾气分析系列一般分析系统从结构上可分为三大部分，即取样系统，预处理系统，分析系统。根据炉气的以上特点，西安聚能仪器有限公司经过多年经验积累，将该分析系统从功能上划分为如图1所示的几部分，据此设计制造的成套系统，在新建大型密闭电石炉（5万t）以及老的电石炉改造的应用中都取得了很好的运用效果。
以下简要介绍该分析系统的设计。
3.1 取样点的选取
取样点的选取应该满足以下要求：能真实、及时地反映用户所关注的炉况参数；取样的点温度、压力、流量比较稳定；粉尘、焦油量尽可能小。如果取样点选取不当将给后续系统带来额外负担，甚至不能真实地反映出需要的炉况参数。
3.2 取样系统的设计
取样系统是整个分析系统的*道关口，它是否成功，将直接导致整个分析系统的成败。电石炉尾气取样点的温度大约在200-300℃，相对压力为微正压到微负压之间，由于炉气的特殊性，取样系统必须具有对样品组分进行初步的物理分离，将采样探头周围的固体颗粒从气态流体中分离出去，因此取样系统不仅要有探针（取样管），还要有过滤系统、探头清扫系统等，此外，还应具有便于维护的结构。西安聚能仪器公司自主研发的取样探头能将大于0.3μm粉尘的99%滤出。采用PP1190取样探头，再配以程控自动吹扫装置，即可担此重任。
3.3 预处理系统的设计
3.3 预处理系统的设计
预处理系统主要完成从取样系统输送过来的气样进行安全、及时、有效地处理，以满足仪器分析系统的使用条件。首先传输管路的设计必须满足空气动力学的要求，使样气流路畅通无阻；接下来是将样气进行除尘、除焦油、调压、除水、稳流等一系列连惯处理。使处理后的样品气干燥、清洁，以便进入仪器分析系统中的关键组分得以准确分析。从而为电石的生产安全以及炉气的有效利用提供科学的依据。
除尘系统包括过滤、清扫、再过滤等，防止管路阻塞；脱焦除油系统包括控温、洗出、吸附等，有利于管路畅通，保护分析设备；除水系统包括汽水分离、冷凝、雾捕集、气水分离、干燥过滤等，保护分析仪，保证测试准确；压力调整系统包括泵、调节阀、快速回路等，以保证仪器正常工作条件。可编程控制（PLC）系统，主要包括PLC、程序软件、执行机构、人机界面等，主要用于对取样预处理系统实现自动控制，出现异常情况时报警。
3.4 仪器分析系统
本系统包括流量调节装置、防异常进水装置、校准装置、分析仪器等。其中防异常进水装置采用西安聚能仪器具有权的阻液器，在工艺出现异常情况下，确保分析仪器不会因为进水而损坏仪器。分析仪器是根据电石生产工艺以及尾气用途进行配置的。一般密闭电石炉尾气中的O2、H2、CO等气体属于必测项目。其中O2和H2的含量是安全指标，CO是尾气利用核心。对于O2的测定，可选择O6F、PA200/PA300-GT等；对于H2的测定，可选择PA100/PA200/PA300-RQD等；对于CO的测定，可选择PA200/PA300-GXH等。对需要测定CH4、CO2的场所，可选择TR-9700型分析仪。
4. 电石炉尾气成套分析系统的应用
西安聚能仪器制造的电石炉尾气分析系统，在如图所示功能框图的基础上，根据不同用户的工况及要求还会进行有针对性地设计。本系统从2007 年在宜化应用以来，经过不断探索改进，到目前为此，已经成功投运数十套，特别是2009 年以来，市场反映越来越好。
总之，密闭式电石炉适用于大容量炉型，炉气从炉内引出后可实现综合利用，既降低了冶炼能耗，又减少了能源的巨大浪费，同时大幅度减少了烟气直接排放，有利于环境保护。符合国家有关产业政策，必将得到较快发展。同时，对其尾气在线分析系统也会有越来越高的要求。因此，电石炉尾气分析系统在*性、适用性、可靠性、稳定性、安全性等方面应提出更高的要求。
1.装置的组成
该装置为机、电、仪一体化成套分析控制装置（见系统取样分析原理图），整体采用分析柜式结构，成套装置由分析柜组件和安装在工艺管道上的取样器组件构成。
1．1电半热自动控温一体化取样器组件
包括：a．不锈钢电半热式自动控温取样探头；
b．不锈钢烧结帖烛芯式探头过滤器（进口材料）；
c．电半热自动控温取样管组件；
完成样气的现场采集、输送及*级过滤、然后送入分析间内的样气预处理单元。
1．2 分析柜组件
分析柜内包含以下单元：
a．预处理单元
预处理单元由过滤器组件、*蠕动排液泵、压缩机式除湿器、*特制耐腐抽气泵、*电动球阀、精密过滤器等组成。其功能完成样气的净化、除尘、除湿、稳压、稳流等，其过滤精度可达0.1u。然后将符合分析仪要求的超净、流量稳定的被测样气*的送入分析仪器。
b．分析单元和分析仪作用
分析单元由德国麦哈克公司式的红外线和电化学传感器，完成样气CO、O2、H2的在线连续分析，分析仪分析性能稳定可靠，响应时间快，智能化程度高。
1CO分析仪的作用
在电石生产过程中，会产生大量的 CO，为了废气再用的热值保障，所以，必须对CO检测，分析出CO的浓度。
2O2分析仪的作用
在电石生产过程中，各种管道达不到零泄露的标准要求，从不同的位置都会进入空气，因为在生产过程中会有大量的可燃气体，再加上空气中的氧较高，为了保障安全，所以，必须对过程气中O2分析，确保生产的安全性。
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电石炉气体在线分析仪
（一氧化碳，氧气，氢气，二氧化碳，CO,O2，H2，CO2等电石炉分析仪）
为满足我国日益严格的环保需求，聚能公司基于自身在工业领域的丰富经验，推出专门面向电石行业的烟气分析全面解决方案，本方案主要用于密闭电石炉及其它工业过程中产生的气体。
TR-9700电石炉气体在线分析系统
具有安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型*等诸多特色，拥有zui为完善、性能可靠的分析系统设计, 系统不仅考虑了适应危险环境场所问题，也考虑了避免系统内部的不安全因素的产生。因此是为完善的防尘分析系统。
TR-9700电石炉气体在线分析系统
具有安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型*等诸多特色，拥有zui为完善、性能可靠的分析系统设计, 系统不仅考虑了适应危险环境场所问题，也考虑了避免系统内部的不安全因素的产生。因此是为完善的防尘分析系统。
1.装置的组成
该装置为机、电、仪一体化成套分析控制装置（见系统取样分析原理图），整体采用分析柜式结构，成套装置由分析柜组件和安装在工艺管道上的取样器组件构成。
1．1电半热自动控温一体化取样器组件
包括：a．不锈钢电半热式自动控温取样探头；
b．不锈钢烧结帖烛芯式探头过滤器（进口材料）；
c．电半热自动控温取样管组件；
完成样气的现场采集、输送及*级过滤、然后送入分析间内的样气预处理单元。
1．2 分析柜组件
分析柜内包含以下单元：
a．预处理单元
预处理单元由过滤器组件、*蠕动排液泵、压缩机式除湿器、*特制耐腐抽气泵、*电动球阀、精密过滤器等组成。其功能完成样气的净化、除尘、除湿、稳压、稳流等，其过滤精度可达0.1u。然后将符合分析仪要求的超净、流量稳定的被测样气*的送入分析仪器。
b．分析单元和分析仪作用
分析单元由德国麦哈克公司式的红外线和电化学传感器，完成样气CO、O2、H2的在线连续分析，分析仪分析性能稳定可靠，响应时间快，智能化程度高。
1CO分析仪的作用
在电石生产过程中，会产生大量的 CO，为了废气再用的热值保障，所以，必须对CO检测，分析出CO的浓度。
2O2分析仪的作用
在电石生产过程中，各种管道达不到零泄露的标准要求，从不同的位置都会进入空气，因为在生产过程中会有大量的可燃气体，再加上空气中的氧较高，为了保障安全，所以，必须对过程气中O2分析，确保生产的安全性。
●电石炉气（TR-9700-DS）
样品状态测量范围
操作压力 -15MPa～+10MPa O2 0～5%
操作温度 300～800℃ H2 0～10%
CO 0～85%
样品组成（煤气除尘前） 样品组成（煤气除尘后）
CO2 0～3% CO2 0～3%
N2 3%～7% N2 3%～7%
O2 0.3%～0.8% O2 0.3%～0.8%
CH4 23%～27% CH4 23%～27%
CO 40～90% CO 40～90%
H2 2～7% H2 2～7%
粉尘 50～350g/Nm3 粉尘 5～50mg/Nm3
焦油 1.5～2% 焦油 0～0.05%
检测点用途测量组份选用量程仪器选型
除尘后安全控制 CO 0～80% JNYQ—I 41
O2 0～25% JNYQ—O 11C
H2 0～15% JNYQ—H31C
CO2 0～5% JNYQ—I 41
除尘前安全控制 H2 0～15% JNYQ—H 31C
●工业高温光亮退火炉（TR-9700-GY）
检测点用途测量组份选用量程仪器选型
工业炉膛内安全工艺
连锁控制 CO 0.00～80% JNYQ—I －41
O2 0.00～2% JNYQ—O －11C
H2 0.00～30% JNYQ—H－31C
CO2 0.00～5% JNYQ—I－ 41
详情请咨询：张斌