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電石尾氣在線分析系統(tǒng)

8600電石尾氣在線分析系統(tǒng)

電石爐氣體分析儀一種安全可靠、取樣真實、響應快、分析精度高的密閉電石爐尾氣分析系統(tǒng)設計方案。

前言:電石(CaC2)是基本的有機化工原料,曾被譽為有機合成之母。由它制得的乙炔氣可代替石油制品生產醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭墨等一系列數千種有機產品的氣體原料。電石化工作為煤化工的一個分支,一方面是具有生命力的產業(yè),另一方面又是高耗能、高污染的產業(yè)。電石生產中,電石爐排放的煙氣是污染源。為了加強環(huán)境保護治理和實現(xiàn)能源回收利用、降低生產成本、提高企業(yè)和社會效益,按照國家發(fā)改委2007 年70 號文件《電石行業(yè)準入條件》(2007 年修訂)的意見。新建電石爐須符合以下4 個要求:(1)建設大型密閉式電石爐;(2)單臺爐容量25000KVA 以上;(3)初始總容量100000KVA;(4)電石爐氣須綜合利用。電石爐氣的凈化和利用在國內外都是難題,要充分、安全、有效地利用電石爐氣,就須對電石爐尾氣進行有效的監(jiān)測。電石爐尾氣分析方法主要有三種:手工(奧氏氣體儀)分析、色譜儀分析、在線分析。本文僅就密閉式電石爐氣的在線監(jiān)測進行簡要分析,對電石爐尾氣分析系統(tǒng)的設計進行簡要介紹。希望能拋磚引玉,從而實現(xiàn)在新建電石爐和老的電石爐改造后的尾氣得到充分利用,進而實現(xiàn)環(huán)境保護、勞動保護以及實現(xiàn)能源回收利用、降低生產成本、提高企業(yè)和社會經濟效益。1. 爐氣的特性

生產過程中的密閉電石爐內,通電后生成產品的主要反應式如(1)所示:

1.1 爐氣量: 電石;

1.2 溫度:正常400--800℃,(瞬時)1000℃。

1.3 爐氣的組分(一般)

1.4 粉塵含量及組分

粉塵含量:

2. 爐氣的特點

密閉電石爐尾氣有以下特點:

(1)電石爐尾氣出爐溫度高且不穩(wěn)定;

(2) 爐氣量波動而不平穩(wěn),尾氣中一氧化碳濃度高,約含74—85%,且溫度高,屬于易燃易爆的氣體;

(3)尾氣粉塵含量大且粒徑小,5~10μm的約占粉塵40%,大于40μm的不足11%,高達150g/Nm3的煙塵使得尾氣的回收很不利;

(4)尾氣有一定的熱值約2300—2600 Kcal/Nm3;

(5)尾氣中含有微量的焦油,析出后和粉塵粘連,給低溫除塵帶來不便。

3. 密閉電石爐尾氣分析系列一般分析系統(tǒng)從結構上可分為三大部分,即取樣系統(tǒng),預處理系統(tǒng),分析系統(tǒng)。根據爐氣的以上特點,西安聚能儀器有限公司經過多年經驗積累,將該分析系統(tǒng)從功能上劃分為如圖1所示的幾部分,據此設計制造的成套系統(tǒng),在新建大型密閉電石爐(5萬t)以及老的電石爐改造的應用中都取得了很好的運用效果。

以下簡要介紹該分析系統(tǒng)的設計

3.1 取樣點的選取

取樣點的選取應該滿足以下要求:能真實、及時地反映用戶所關注的爐況參數;取樣的點溫度、壓力、流量比較穩(wěn)定;粉塵、焦油量盡可能小。如果取樣點選取不當將給后續(xù)系統(tǒng)帶來額外負擔,甚至不能真實地反映出需要的爐況參數。

3.2 取樣系統(tǒng)的設計

取樣系統(tǒng)是整個分析系統(tǒng)的一道關口,它是否成功,將直接導致整個分析系統(tǒng)的成敗。電石爐尾氣取樣點的溫度大約在200-300℃,相對壓力為微正壓到微負壓之間,由于爐氣的特殊性,取樣系統(tǒng)須具有對樣品組分進行初步的物理分離,將采樣探頭周圍的固體顆粒從氣態(tài)流體中分離出去,因此取樣系統(tǒng)不僅要有探針(取樣管),還要有過濾系統(tǒng)、探頭清掃系統(tǒng)等,此外,還應具有便于維護的結構。西安聚能儀器公司自主研發(fā)的取樣探頭能將大于0.3μm粉塵的99%濾出。采用PP1190取樣探頭,再配以程控自動吹掃裝置,即可擔此重任。

3.3 預處理系統(tǒng)的設計

預處理系統(tǒng)主要完成從取樣系統(tǒng)輸送過來的氣樣進行安全、及時、有效地處理,以滿足儀器分析系統(tǒng)的使用條件。首先傳輸管路的設計須滿足空氣動力學的要求,使樣氣流路暢通無阻;接下來是將樣氣進行除塵、除焦油、調壓、除水、穩(wěn)流等一系列連慣處理。使處理后的樣品氣干燥、清潔,以便進入儀器分析系統(tǒng)中的關鍵組分得以準確分析。從而為電石的生產安全以及爐氣的有效利用提供科學的依據。

除塵系統(tǒng)包括過濾、清掃、再過濾等,防止管路阻塞;脫焦除油系統(tǒng)包括控溫、洗出、吸附等,有利于管路暢通,保護分析設備;除水系統(tǒng)包括汽水分離、冷凝、霧捕集、氣水分離、干燥過濾等,保護分析儀,保證測試準確;壓力調整系統(tǒng)包括泵、調節(jié)閥、快速回路等,以保證儀器正常工作條件??删幊炭刂?PLC)系統(tǒng),主要包括PLC、程序軟件、執(zhí)行機構、人機界面等,主要用于對取樣預處理系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制,出現(xiàn)異常情況時報警。


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