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激光在線氣體分析儀在尿素脫氫反應(yīng)器的實(shí)際監(jiān)測(cè)方案
煉油化工企業(yè)采用二氧化碳汽提工藝生產(chǎn)尿素，在生產(chǎn)過(guò)程中要求對(duì)脫氫反應(yīng)器出口氧氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。企業(yè)在出口處安裝氧含量檢測(cè)分析系統(tǒng)，使用中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法正常運(yùn)行的情況，通過(guò)和同行業(yè)的朋友交流得知，很多大氮肥廠在檢測(cè)點(diǎn)使用這種氧分析儀表的效果也不理想。檢測(cè)取樣點(diǎn)具有壓力高、二氧化碳濃度高、總硫易結(jié)晶的特點(diǎn)，而之前使用的磁力氧表只能在常溫常壓、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)干擾的情況下才可以正常使用，因此，分析的數(shù)據(jù)誤差很大。為了確保工藝控制和有效保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行，需要選擇新技術(shù)的其它檢測(cè)原理的在線氧含量分析儀系統(tǒng)。
如果尿素汽提塔放空尾氣進(jìn)入爆炸性組分，裝置的安全運(yùn)行受到影響。尿素脫氫反應(yīng)器出口氧含量測(cè)量方式需要進(jìn)行改進(jìn)，要考慮成本的投入，達(dá)到工藝的使用要求，讓分析儀系統(tǒng)能夠在惡劣的工況條件下發(fā)揮其作用。使用抽取旁路式激光氧氣分析儀系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣濃度的監(jiān)測(cè)，能夠在尿素脫氫反應(yīng)器出口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)、連續(xù)的檢測(cè)和分析，在高溫高壓、多雜質(zhì)的環(huán)境下也可以正常使用。
方案詳情：對(duì)二氧化碳原料氣脫氫處理后氣體中的氧氣含量實(shí)施在線分析，其主要目的就是對(duì)氧氣濃度能夠精確控制。若氧氣濃度低于控制值，就會(huì)引起尿素合成高壓設(shè)備材料的腐蝕；若氧氣含量過(guò)高，會(huì)影響尿素合成率和惰性氣體的處理系統(tǒng)操作。需要監(jiān)測(cè)的成分是氧氣，測(cè)量范圍：0-1.5%；模擬型號(hào)：4-20mA；防爆等級(jí)：Exd ⅡC T6。
實(shí)施方案：使用激光氧氣氣體分析系統(tǒng)，不受背景氣體干擾，不受雜質(zhì)（如總硫結(jié)晶）、溫度、壓力和流量變化的影響，能夠確保氧氣測(cè)量準(zhǔn)確。原理：可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過(guò)分析激光被氣體分子的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬，因此，半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。系統(tǒng)采用特定波長(zhǎng)的激光束穿過(guò)被測(cè)氣體，激光強(qiáng)度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯比爾定理，因此可以通過(guò)檢測(cè)激光強(qiáng)度的衰減信息分析獲得被測(cè)氣體的濃度。采用半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測(cè)量結(jié)果可靠性高。測(cè)量系統(tǒng)采用的儀器在出廠前均經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確標(biāo)定，為了確保儀器的精度，定期進(jìn)行標(biāo)定，維護(hù)時(shí)可將標(biāo)準(zhǔn)氮?dú)膺B至標(biāo)定管路進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)零，通入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行量程標(biāo)定。
2022年8月，激光氧氣氣體分析儀系統(tǒng)安裝調(diào)試投入使用，經(jīng)過(guò)11個(gè)月的使用，期間wu故障無(wú)維護(hù)正常運(yùn)行，并對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行了各個(gè)部件的檢查，所有儀器設(shè)備都完好，其各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)與調(diào)試值相比較保持穩(wěn)定，使用情況非常好。
國(guó)內(nèi)石化企業(yè)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備和儀器儀表等硬件設(shè)施也非常好，就是在自動(dòng)化控制手段等方面，和國(guó)外存在一些差距。很多石化企業(yè)往往采用化驗(yàn)室跟蹤分析的方法對(duì)物料質(zhì)量指標(biāo)的分析，本身就存在很多問(wèn)題。使用激光氧氣氣體分析儀系統(tǒng)和相關(guān)行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，為現(xiàn)場(chǎng)提供性價(jià)比高的應(yīng)用解決方案，繼而推動(dòng)各行業(yè)的生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)安全工作的要素進(jìn)行監(jiān)控，確保生產(chǎn)能夠穩(wěn)定可靠安全的運(yùn)行。
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