在線焦爐煤氣分析係統助力靜電除塵工藝安全管理

    焦爐煤氣在進入靜電除塵設備之前,需要分析焦爐煤氣含氧量,因為(wei) 靜電除塵設備中的焦爐煤氣含氧量達到一定程度時會(hui) 引發爆炸事故,從(cong) 而損壞設備和造成人身傷(shang) 害,所以對焦爐煤氣中的含氧量分析及監控極為(wei) 重要。筆者將就在線煤氣分析係統在靜電除塵工藝中的應用進行探討。

1.煤氣靜電除塵技術

    煤氣除塵技術在我國已經較為(wei) 成熟，其方法也多樣，本文主要探討的是煤氣靜電除塵。

    其工藝原理為(wei) ：含有粉塵顆粒的氣體(ti) ，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由於(yu) 陰極發生電暈放電、氣體(ti) 被電離，此時，帶負電的氣體(ti) 離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與(yu) 粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電後的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極後，放出所帶的電子，塵粒則沉積於(yu) 陽極板上，而得到淨化的氣體(ti) 排出防塵器外。

    根據目前國內(nei) 常見的靜電除塵器型式可概略地分為(wei) 以下幾類：按氣流方向分為(wei) 立式和臥式，按沉澱極極型式分為(wei) 板式和管式，按沉澱極板上粉塵的清除方法分為(wei) 幹式濕式等。

    靜電除塵廣泛應用於(yu) 冶金、礦山、化工、製藥、發電、冶煉等行業(ye) ，如以煤為(wei) 燃料的工廠、電站，收集煙氣中的煤灰和粉塵；冶金中用於(yu) 收集錫、鋅、鉛、鋁等的氧化物。

2.靜電除塵器泄爆

    靜電除塵技術盡管具有淨化效率高、環保的優(you) 勢，但由於(yu) 係統控製要求較高，國內(nei) 外企業(ye) 在應用過程中也出現過各種問題，其中尤為(wei) 頻繁的是靜電除塵器泄爆問題。

    靜電除塵器是采用高壓電場使煤氣發生電離，氣流中的粉塵荷電後在電場作用下與(yu) 氣流分離達到除塵的目的。工業(ye) 所講的煤氣是指含有H2、CH4及CO 等多種可燃氣體(ti) 成分的混合氣體(ti) ，其特性是無色、易燃、易爆、易使人中毒。煤氣的這些特點就決(jue) 定了在工作中必須小心操作，否則容易引發事故。煤氣爆炸極限有兩(liang) 個(ge) : VCO ＞ 9%、VO2 ＞6%或VH2 ＞3%、VO2 ＞4%，靜電除塵器內(nei) 煤氣成分達到爆炸極*，被電場中高壓閃絡的電弧火花爆燃，煤氣體(ti) 積迅速膨脹，導致壓力超過泄爆閥設定值，就會(hui) 發生泄爆。

    大型的泄爆會(hui) 造成設備損壞，中小型的泄爆會(hui) 造成靜電除塵器內(nei) 的極板、極線損壞，使極間距發生變化，影響除塵效果，通常泄爆一次會(hui) 使該爐次生產(chan) 中斷8 min 左右。

3.在線氣體(ti) 分析係統在煤氣除塵工藝中的應用

    國內(nei) 外鋼鐵企業(ye) 幹法除塵係統運行中的泄爆主要發生在開始吹煉、緊急提槍和補吹階段，都是由於(yu) 停吹時靜電除塵器中充滿空氣，當轉爐開吹時產(chan) 生的CO 沒有*燃燒所致。因此減少泄爆的關(guan) 鍵是控製煤氣中CO、O2和H2 濃度在爆炸極限之外。企業(ye) 可使用在線氣體(ti) 分析係統對焦爐煤氣中的CO、O2 和H2含量進行在線監控以及分析,從(cong) 而實現對焦爐煤氣的實時監控,進而確保焦爐煤氣係統的正常運行。

    Gasboard-9021是米兰电玩娱乐自主研發的專(zhuan) 門針對樣品氣中含塵、含濕、含焦油的特定工況而設計的在線氣體(ti) 分析係統，它由預處理單元、控製單元、分析單元三部分構成。其分析儀(yi) 表采用該公司自主研發的多組分煤氣分析儀(yi) Gasboard-3100，可用於(yu) 在線測量煤氣中CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等氣體(ti) 濃度，並可實時計算煤氣熱值。測試數據可通過RS-232或RS-485、4-20mA輸出接口傳(chuan) 輸到上級集中控製係統，為(wei) 實現遠程的監測、工藝調整提供實時依據。

3.1多組分煤氣分析儀(yi) 技術原理

    煤氣分析儀(yi) Gasboard-3100采用微流紅外傳(chuan) 感器，一個(ge) 氣室內(nei) 完成CO、CO2、CH4、CnHm的測量，並結合MEMS熱導技術及長壽命電化學米兰高赔竞猜足球技術實現6組分煤氣同時分析，且測量精度高，多組分氣體(ti) 測量間無交叉幹擾。

    煤氣成份中，特別是焦爐煤氣，除甲烷外，還含有其他碳氫化合物等成分。根據紅外吸收原理，如圖，乙烷等碳氫化合物在甲烷的特征波長3.3um左右有明顯吸收幹擾。當煤氣中其他碳氫化合物含量較大時，CH4的測試值會(hui) 明顯偏大，導致測量不準確。煤氣分析儀(yi) Gasboard-3100采用微流紅外技術，可實現無幹擾的CH4測量，準確反映混合煤氣中CH4和CnHm成分的實際含量。

甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的紅外吸收光譜

3.2在線氣體(ti) 分析係統Gasboard-9021功能特點

    在線氣體(ti) 分析係統Gasboard-9021采用 PLC 程序控製，自動完成采樣、排水、反吹、故障處理等操作，實現24小時無人值守，大大減少了人工負荷，保證係統長期穩定、準確、連續自動在線運行。係統同時采用MCGS觸摸屏作為(wei) HMI人機交互界麵，可以查看當前運行狀態，閥門狀態以及根據現場情況授權修改參數。

4.結語

    煤氣除塵和煤氣安全防護，是很多工業(ye) 企業(ye) 都必須麵臨(lin) 的工作。同時，作為(wei) 鋼鐵、有色、化工、新能源等工業(ye) 領域重要的能源載體(ti) ，為(wei) 了有效、安全、合理利用，煤氣成分、熱值及氧含量等各種參數監測具有至關(guan) 重要的意義(yi) 。在安全*的理念下，相關(guan) 管理部門必須對煤氣的除塵和安全管理采取有效的監測措施，來保證生產(chan) 工作順利進行。

    （來源：公眾(zhong) 號@工業(ye) 過程氣體(ti) 監測技術）