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水煤漿氣化裝置中使用激光在線氣體分析系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
工況現(xiàn)場(chǎng)情況：在我國(guó)東北的某個(gè)極寒地區(qū)有一個(gè)大型的煤制化肥項(xiàng)目，其中，煤化氣裝置共有三臺(tái)氣化爐，采用GE水煤漿氣化工藝技術(shù)，用水煤漿為原料，空分裝置供給的氧氣作為催化劑，溫度問(wèn)1400℃，壓力為6.5MPa的條件下在爐內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成由氫氣和一氧化碳為主要成分的粗合成氣，經(jīng)過(guò)冷卻洗滌后的粗煤氣送至合成氨裝置。
工藝概況和在線分析儀設(shè)立位置：
1、水煤漿氣化爐的燒嘴在工作時(shí)，燒嘴冷卻水可以為燒嘴提供冷卻保護(hù)，如果燒嘴冷卻水盤(pán)管出現(xiàn)損壞，就會(huì)讓氣化裝置停車。如果燒嘴冷卻水盤(pán)管中出現(xiàn)損壞，只有少量合成氣進(jìn)入燒嘴冷卻水中，燒嘴冷卻水系統(tǒng)不能夠及時(shí)反映出燒嘴冷卻水盤(pán)管是否已經(jīng)出現(xiàn)損壞。為了可以及時(shí)監(jiān)測(cè)盤(pán)管內(nèi)的冷卻水是否有泄露氣體，縮短泄露到檢測(cè)的時(shí)間，采用向燒嘴冷卻回水分離罐中連續(xù)充入少量的氮?dú)猓捎玫獨(dú)夥趴?，加快氣體的流速，通過(guò)在燒嘴冷卻回水分離罐氮?dú)夥趴展芫€上設(shè)置的一氧化碳分析儀，能夠快速的監(jiān)測(cè)到燒嘴盤(pán)管有沒(méi)有發(fā)生泄漏。
2、對(duì)洗滌塔出口管路中的合成氣多組分氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，氣化爐進(jìn)料的氧碳比出現(xiàn)變化時(shí)，明顯出現(xiàn)的就是氣化爐的溫度也隨之變化，通過(guò)氣化爐上熱電偶測(cè)量的溫度能夠指導(dǎo)氣化爐的運(yùn)行是否正常。不過(guò)氣化爐在正常生產(chǎn)時(shí)，熱電偶會(huì)遭遇高溫熔渣的磨損和合成氣的氫蝕，設(shè)置的熱電偶測(cè)量氣化爐溫度的可靠性會(huì)大大降低。通過(guò)水煤漿氣化爐的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行來(lái)看，合成氣中的甲烷濃度和氣化爐溫度有直接的關(guān)系。要準(zhǔn)確判斷氣化爐溫度，需要使用激光甲烷分析儀間接得出氣化爐的操作溫度。與此同時(shí)要設(shè)置一氧化碳、氫氣、二氧化碳等多組分激光氣體分析儀進(jìn)行綜合判斷，就可以對(duì)熱電偶所測(cè)的氣化爐溫度進(jìn)行確定，也可隨時(shí)掌握氣化爐的運(yùn)行狀況，確保氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行和安全。此外，通過(guò)對(duì)合成氣的主要組分含量的分析，能夠及時(shí)知道產(chǎn)品氣的有效氣（氫氣和一氧化碳）的含量和氣化的效率，還能夠根據(jù)測(cè)出的硫化氫濃度指導(dǎo)下游裝置的生產(chǎn)操作。
洗滌塔出口管路中設(shè)置激光在線氣體分析儀，主要用來(lái)分析合成氣中的這些氣體，包括一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、硫化氫、氧氣的含量。根據(jù)煤氣化工藝的特性，氣體分析儀預(yù)處理系統(tǒng)包含除水、除塵、減壓、控溫和防凍的功能。洗滌塔合成氣的取樣點(diǎn)位于合成洗滌塔頂部合成氣出口管路上，氣體組分中水的體積含量很高，并且介質(zhì)中還含有固體顆粒和反應(yīng)副產(chǎn)物。使用預(yù)處理系統(tǒng)能夠脫除樣氣中的水和水溶性副產(chǎn)物以及固體顆粒物。
尾氣排放，燒嘴冷卻回水分離罐放空管路中樣品氣體主要為氮?dú)猓容^單一干凈，沒(méi)有污染，需要分析的氣量也很小，因此快速回路和分析儀出口樣氣排放采用引至高點(diǎn)直接對(duì)大氣放空。洗滌塔出口粗合成氣中有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、硫化氫等可燃有毒有害氣體，而且所需分析樣品氣量很大，因此快速回路連接至火炬氣管線進(jìn)行燃燒，分析儀出口樣氣排放采取引至高點(diǎn)直接對(duì)大氣放空。關(guān)于放空管線設(shè)計(jì)的內(nèi)部通徑要符合樣氣放空量的要求，否則就有可能因?yàn)闃悠妨髁康牟▌?dòng)而影響到分析儀的測(cè)量。
自從該煤化項(xiàng)目開(kāi)車以來(lái)，根據(jù)上述設(shè)計(jì)的激光在線氣體分析儀系統(tǒng)通過(guò)了在東北極寒惡劣環(huán)境下的考驗(yàn)，在水煤漿氣化裝置中運(yùn)行狀況也是非常穩(wěn)定、響應(yīng)速度極快、分析數(shù)據(jù)可靠、數(shù)據(jù)精確度很高，預(yù)處理系統(tǒng)維護(hù)量很小，同時(shí)也為氣化爐的安全運(yùn)行提供了可靠的數(shù)據(jù)指導(dǎo)和幫助，大大提升了裝置的安全性和平穩(wěn)性，使裝置能夠長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷的工作。
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