氣體分析儀在焦化廠干熄焦工藝中應(yīng)用

馬亞紅

摘要：對于干熄焦循環(huán)氣體而言，其中涵蓋了很多有毒、可燃氣體。當進行焦炭冷卻時，其中的可燃性氣體濃度將不斷提高。處于此種環(huán)境當中，一旦氣體碰到火星之后，將會產(chǎn)生爆炸事故。因此，基于確保生產(chǎn)工作安全性的目的，需要加大對氣體分析儀的運用力度，使其在干熄焦當中發(fā)揮出良好的功效和作用，完成檢測干熄焦爐當中氣體成分的任務(wù)。筆者在緊密結(jié)合自身工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過說明干熄焦工藝相關(guān)情況，闡述了干熄焦氣體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)泄露造成的危害，一方面明確了干熄焦技術(shù)的運作機制，另一方面也介紹了分析儀系統(tǒng)的組成，表明了氣體分析儀的運行步驟與機制，然后對氣體分析儀設(shè)備的實際運用狀況加以探究，從而有助于讓此項工藝發(fā)揮出更大的功效和價值。

關(guān)鍵詞：氣體分析儀? 焦化廠? 干熄焦工藝? 應(yīng)用

一般來說，針對干熄焦工藝而言，其中的惰性氣體以氮氣為主，在循環(huán)推進的過程當中，氫氣與一氧化碳的成分不斷增加，由此構(gòu)成了相應(yīng)的爆炸氣體。在進行生產(chǎn)工作的過程中，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的氧氣含量是非常低的，并不能導(dǎo)致發(fā)生爆炸事故。然而，在相關(guān)設(shè)備存在泄漏點之后，此時空氣便可進入，進而提高了安全風(fēng)險。因此，注重對循環(huán)氣體當中不同構(gòu)成成分濃度的檢測十分必要，可以進一步提升干熄焦工藝生產(chǎn)的安全性。合理運用氣體分析儀設(shè)備，能夠準確加以檢測，有助于達到保護生產(chǎn)工作人員人身安全的目的。

1干熄焦工藝相關(guān)說明

焦炭屬于常見的基礎(chǔ)中間產(chǎn)品類別，主要運用于高爐冶煉鐵領(lǐng)域當中。我國作為全球范圍內(nèi)主要的焦炭生產(chǎn)國家，早在2016年時，中國的焦炭產(chǎn)量便占據(jù)了全世界總量的約71%。在實際的發(fā)展過程當中，焦炭的產(chǎn)能呈現(xiàn)出不斷提高的趨勢。對于焦炭來說，通常會運用煤高溫?zé)峤夥ㄍ瓿缮a(chǎn)的任務(wù)，在熱解時，將會形成大量的焦爐煤氣。由于焦爐煤氣屬于擁有高附加值的一類燃料氣體，其中涵蓋了氨、硫、焦油等不同的雜質(zhì)。在凈化處理之后，能夠被運用到多能源燃料、化工產(chǎn)品當中，然后有效回收煤焦油、硫磺以及硫酸銨等不同的產(chǎn)品。在焦化系統(tǒng)和焦爐煤氣凈化技術(shù)有效融合以后，促使相關(guān)能源的利用率得以提升，增強了市場競爭能力。其中，常見的焦化生產(chǎn)涵蓋了煉焦工藝、焦爐煤氣凈化工藝^[1]。

運用焦化廠干熄工藝時，由于循環(huán)氣體以氮氣為主，其中也包括了一氧化碳與氫氣等不同的可燃構(gòu)成部分。如果空氣內(nèi)的可燃組分達到一定濃度，其會和氧氣融合到一起，進而形成全新的爆炸氣體，一旦遇到明火將引起爆炸。為此，在開展干熄焦生產(chǎn)工作時，應(yīng)該緊密結(jié)合循環(huán)氣體具有的爆炸特征。氣體探測器能夠?qū)λ巺^(qū)域中的氣體進行探測，一般包含在安全系統(tǒng)當中，可將其運用到氣體泄漏的檢測工作當中，同時和相關(guān)管控系統(tǒng)相連，達到技術(shù)自動化關(guān)閉的目的。使用氣體探測器裝置能夠向產(chǎn)生泄漏的區(qū)域發(fā)送警報，對工作人員起到一定的提醒作用，爭取更多的撤離時間。因此，將其運用到可燃與爆炸氣體檢測的過程當中，能夠發(fā)揮出良好的作用。比如，對于石油鉆塔來說，能夠體現(xiàn)出新型技術(shù)的功效。通過利用先進的光伏技術(shù)，能夠增強消防的效果。為此，對焦化廠干焦工藝運用時，需要確保所選用氣體分析技術(shù)的科學(xué)性與合理性^[2]。

2干熄焦氣體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)泄露造成的危害

一般而言，當冷卻焦炭時，無論是氫氣，還是一氧化碳，在濃度方面，均呈現(xiàn)出日益提高的勢態(tài)。在處于一定濃度的情況下，一般會形成很多的爆炸氣體。該類氣體位于此系統(tǒng)當中的負壓段范圍之內(nèi)，一旦遭到泄露影響，必然出現(xiàn)嚴重的爆炸事故?；谥敺来朔N狀況產(chǎn)生的目的，規(guī)避帶給鍋爐不良的影響，通常情況下，需要將相關(guān)循環(huán)系統(tǒng)負壓作為對象，有效設(shè)計多個相應(yīng)的防爆口。如果產(chǎn)生爆炸事故以后，必然會沖擊防爆開口，減小了帶給鍋爐的破壞力。與此同時，加大對循環(huán)氣體內(nèi)可燃構(gòu)成部分濃度的管控力度，能夠謹防產(chǎn)生爆炸氣體。合理運用相關(guān)氣體在線分析儀設(shè)備，能夠體現(xiàn)出一定的靈敏性。依靠分析儀設(shè)備，能夠準確檢測出循環(huán)氣體內(nèi)存在的一氧化碳與氫氣濃度，并且不斷改變干熄爐煙道當中的空氣量，使其中的可燃成分被燒掉^[3]。

3干熄焦技術(shù)的運作機制

針對干熄焦技術(shù)來說，其運作機制涵蓋了下述幾個不同的部分。濕熄焦形式的特點是以焦炭作為對象，實施噴水冷卻處理，運用此項技術(shù)，一方面將導(dǎo)致浪費熱能情況的發(fā)生;另一方面也無法確保焦炭的質(zhì)量達到相關(guān)規(guī)定，嚴重妨礙到高爐生產(chǎn)工作的有序進行。而干熄焦技術(shù)是處于干熄爐當中，將惰性氣體作為主要的對象，通過運用科學(xué)的方法，能夠冷卻紅焦，在有效應(yīng)用有關(guān)除塵裝置之后，能夠循環(huán)進行利用。對比濕熄焦技術(shù)而言，此項技術(shù)的高效運用，可以降低經(jīng)濟成本，使煤炭的質(zhì)量獲得有效的保障，擁有顯著的優(yōu)點^[4]。

4分析儀系統(tǒng)的組成介紹

通常情況下，干熄焦循環(huán)氣體分析儀設(shè)備涵蓋了樣氣采集與處理設(shè)備、氣體分析儀表設(shè)備以及相關(guān)排放設(shè)備等。對于樣氣采集與處理系統(tǒng)而言，主要在循環(huán)氣體管道內(nèi)對循環(huán)氣體加以采集，然后把所采集到的樣氣實施除塵、除水干燥處理等，以便獲得質(zhì)量符合要求的樣氣，其中涵蓋了相關(guān)蒸汽引射器、水洗器裝置、水冷器裝置以及過濾器裝置等。與此同時，對氣體分析儀器設(shè)備進行凈化處理之后，使樣氣得到干燥過濾，然后劃分為三路，依次通過玻璃管流量計輸送到氧氣、氫氣以及二氧化碳分析儀設(shè)備當中，并加以科學(xué)分析。在此過程中，能夠呈現(xiàn)出樣氣流量與儀器設(shè)備的精準性密切相關(guān)。作為該系統(tǒng)當中的主要構(gòu)成部分，能夠獲取到準確的數(shù)據(jù)信息^[5]。

5氣體分析儀的運行步驟與機制

一般而言，氣體分析儀的運行步驟涵蓋了以下幾個不同的方面：合理運用氣體分析儀設(shè)備，在干熄爐的入口位置采集樣氣，此時蒸汽依靠探頭蒸汽引射器裝置，能夠產(chǎn)生文丘里效應(yīng)影響。處于1級引射器裝置的位置產(chǎn)生了負壓，進行抽取氣樣時，實現(xiàn)樣氣與蒸汽之間的有效融合，通過取樣管線進到相應(yīng)的分析柜中，并且借助相關(guān)水噴射設(shè)備，實現(xiàn)了二次增壓和冷卻水混合的效果，等到溫度下降以后，由上部進到了相應(yīng)的氣水分離器內(nèi)，達到去除氣樣雜質(zhì)與水分的目的，等到氣水分離之后，可以進到有關(guān)旋風(fēng)冷卻器裝置當中，依靠壓縮空氣冷卻到15℃以后，能夠進入相應(yīng)的自動排凝器裝置內(nèi)。

5.1? 二氧化碳紅外線分析儀設(shè)備的運行機制

對于二氧化碳紅外線分析儀設(shè)備來說，可以采用二氧化碳，達到對定波長紅外光能有效吸收的效果，真正凸顯出紅外線光源的良好功效，并且在此環(huán)節(jié)當中，也可產(chǎn)生平行輻射線。與此同時，依靠切光片，可以使光源被改變成紅外輻射線的模式，達到照射濾波室的良好作用，有效去除一氧化碳與二氧化碳間存在的干擾情況。除此之外，相較于室內(nèi)氣體不可以吸收紅外波的不足，二氧化碳在此方面的優(yōu)勢卻十分明顯，可以加大對紅外探測器設(shè)備的運用力度，進而達到及時接收紅外線能量的目的，借助信號處理可以獲取到二氧化碳的具體含量。有效應(yīng)用分析儀系統(tǒng)，在完成針對鏡頭的吹掃之后，能夠確保一定的精準性^[6]。

5.2? 氫氣分析儀設(shè)備的運行機制

對于熱導(dǎo)型氫氣分析儀設(shè)備來說，主要結(jié)合氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)、其他構(gòu)成部分的導(dǎo)熱系數(shù)等，參考其中的差別，如果被測氣體當中產(chǎn)生氫氣含量發(fā)生改變，必然造成相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)也隨之改變，科學(xué)運用導(dǎo)熱池，能夠轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電熱絲電阻值，以便達到對氫氣含量測定的目的。

5.3? 氧氣分析儀設(shè)備的運行機制

對于氧氣來說，其順磁性特征十分明顯，其他很多氣體均表現(xiàn)出弱反磁性的情況，在被測樣氣進入到相關(guān)分析儀設(shè)備以后，氧氣被測量室中的磁場所吸引，進而流經(jīng)熱電阻絲，把電阻熱量除去，導(dǎo)致電阻的阻值下降，沒有流過氧氣。而內(nèi)部的電阻阻值卻沒有產(chǎn)生改變，如此，對電橋進行測量時，產(chǎn)生了不平衡電壓輸出的情況，獲取到氧氣的含量。

6氣體分析儀在焦化廠干熄焦工藝中的具體應(yīng)用

6.1合理運用熱導(dǎo)氣體分析儀設(shè)備

在焦化廠干熄焦工藝中，可以合理運用熱導(dǎo)氣體分析儀設(shè)備?；跉怏w的體積分數(shù)、氣體的導(dǎo)熱系數(shù)等，能夠借助熱導(dǎo)池將不同組分混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)大小有效轉(zhuǎn)化成電阻值。對于圓柱形的腔體而言，可以垂直懸掛相關(guān)熱敏電阻元件，然后借助兩端引線，達到通電的效果。而接受測定的氣體經(jīng)過熱導(dǎo)池的過程中，可以通過恒定電流，此時電阻絲所形成的熱量朝著四邊進行散發(fā)，在此過程中，熱量借助氣體導(dǎo)熱的形式朝著氣室壁傳出去。在混合氣體內(nèi)的氫氣含量提高以后，此時所產(chǎn)生的熱量，主要借助氣體傳遞到相應(yīng)的熱導(dǎo)池中，導(dǎo)致發(fā)生溫度下降的現(xiàn)象，并且，在此過程當中，電阻值也降低。通過緊密參考熱絲的阻值，可以達到掌握氫氣含量的目的^[7-8]。

6.2加大對分格斜道技術(shù)的運用力度

對氣體分析儀進行利用時，還需要加大對分格斜道技術(shù)的應(yīng)用力度。針對大型的干熄爐來說，通過科學(xué)運用此項技術(shù)，能夠降低斜道口位置焦炭上浮現(xiàn)象的產(chǎn)生概率，進一步提升安全性，除此之外，也讓該區(qū)域的受力狀況獲得改進，達到延長斜道使用年限的目的。加大對調(diào)節(jié)磚的運用力度，能夠使其發(fā)揮出應(yīng)有的功效和作用，有助于降低調(diào)節(jié)板下墜的發(fā)生概率。

6.3運用過程當中呈現(xiàn)出來的缺陷與不足

當運用干熄焦循環(huán)氣體分析儀設(shè)備時，產(chǎn)生了如下幾個方面的問題與不足：（1）難以進行自動化排污;（2）取樣管路容易產(chǎn)生堵塞的現(xiàn)象;（3）尾氣排放管發(fā)生積水的情況;（4）冷卻水的溫度太高。

6.4相關(guān)問題形成的原因和危害

（1）引射運用的蒸汽含水量過大，使管道上的疏水設(shè)備功效喪失，讓樣氣管路容易發(fā)生積水的情況。一旦較為嚴重的情況下，將造成管道中的蒸汽無法流通，導(dǎo)致出現(xiàn)樣氣管路積滿水的情況，產(chǎn)生堵塞的問題。（2）對于采樣蒸汽引射器的噴嘴來說，容易產(chǎn)生被焦粉堵塞的情況。并且，引射用的蒸汽溫度壓力很低，且水分非常大，導(dǎo)致樣氣內(nèi)的焦粉和蒸汽之間混合到一起，產(chǎn)生管內(nèi)沉積的情況，使管路被堵。而原有的分析儀預(yù)處理系統(tǒng)當中缺少相關(guān)吹掃設(shè)備，難以做到以定期的形式吹掃相關(guān)取樣管路，進而造成末端積聚焦油的情況。（3）原有的分析儀尾氣排放管采用向上排放的形式，其排放口高出相應(yīng)儀表柜的尾氣出口，由此形成很大的溫差，使樣氣內(nèi)的水分易于凝結(jié)析出。如果分析儀系統(tǒng)當中出現(xiàn)某個表停運的情況，該位置的水將倒流進分析儀測量模塊當中，產(chǎn)生嚴重的破壞。（4）科學(xué)統(tǒng)計與分析每個星期冷卻用除鹽水的溫度情況，使其平均溫度約為41℃。當冷卻水的溫度太高時，易造成冷卻水過濾網(wǎng)發(fā)生變形的情況，導(dǎo)致其中的雜質(zhì)也出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，降低了冷卻水量，影響到最終的冷卻效果。

6.5科學(xué)的改進策略

6.5.1? 增添相關(guān)樣氣排水設(shè)備

一般來說，可以增設(shè)水汽分離器裝置在蒸汽引射器之后，在樣氣蒸汽混合汽內(nèi)的大多數(shù)水分會分離，同時從下方疏水閥以自動的形式排出來，此時氣體從上方得以流出，能夠降低樣氣含水量。

6.5.2? 合理設(shè)置有關(guān)在線吹掃設(shè)施

可以把閥門分別安設(shè)到水氣分離器裝置的出氣口與排水口位置，在進行探頭吹掃的過程中，應(yīng)該把2閥門進行關(guān)閉，并將蒸汽引射器中的節(jié)流件進行拆除處理，借助過熱蒸汽吹掃探頭。與此同時，可以把手動排污設(shè)備安設(shè)到進儀表前的樣氣管道位置，當進行儀表檢修之后，在需要重啟的情況下，能夠迅速進行排水，有利于科學(xué)判定樣氣管路是否存在堵塞情況。借助此項措施，使相關(guān)維護工作者及時開關(guān)閥門。

6.5.3? 有效安設(shè)相關(guān)尾氣排水裝置

可以將尾氣排水裝置安設(shè)到儀表柜的旁邊，通過把沉降器、排污閥裝置設(shè)置到尾氣排放管的低處位置，在形成水以后，受到重力的作用影響，使水以自動的形式流進下部的沉降器內(nèi)，氣體可以從上方進行排空。借助定時排放沉降器內(nèi)水的方式，能夠確保分析儀設(shè)備運行的安全性與穩(wěn)定性。

6.5.4? 有效降低冷卻水的溫度

可以把冷卻器安設(shè)到原來冷卻用除鹽水的管道內(nèi)，借助常溫循環(huán)水、除鹽水等，實現(xiàn)熱交換，以便達到降低除鹽水溫度的效果。

7? 結(jié)語

綜上所述，針對干熄爐內(nèi)循環(huán)氣體的可燃成分來說，一直處在爆炸區(qū)間當中，受到系統(tǒng)負壓的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)漏空氣的現(xiàn)象，因而，應(yīng)該科學(xué)檢測出氣體的構(gòu)成部分。在加大對循環(huán)氣體在線分析儀設(shè)備運用力度之后，可以確保檢測爐內(nèi)不同構(gòu)成成分含量的準確性，并且緊密結(jié)合所測定出來的數(shù)據(jù)結(jié)果，及時對生產(chǎn)情況加以調(diào)控。通過有效改進和優(yōu)化以后，能夠發(fā)揮出氣體分析儀在線檢測的功能，保證干熄焦系統(tǒng)正常運行，不但讓干熄焦系統(tǒng)的干熄率得以提升，而且便于科學(xué)操控高爐煉鐵，使得高爐運作的成本也進一步下降。

參考文獻

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