高爐煤氣超低量程硫化氫在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹

1 概述 高爐煤氣中所含的硫主要分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩類，有機(jī)硫主要成分有羰基硫、二*化碳、硫醚硫醇、噻吩等；無機(jī)硫主要成分有硫化氫、二氧*硫等。高爐煤氣含硫量及硫分比例與焦炭的硫密切相關(guān)，焦炭的全硫、硫形態(tài)都可能影響到高爐煤氣硫含量。高爐煤氣精脫硫技術(shù)對煤氣中總硫控制應(yīng)以煤氣燃燒后煙氣中硫達(dá)到“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)要求為目標(biāo)。因此如何能夠準(zhǔn)確、迅速的測定出H2S含量，也成為煤氣脫硫工藝中的一個重要環(huán)節(jié)。 目前高爐煤氣脫硫前H2S含量一般在45mg/Nm3--80mg/Nm3；通過高爐煤氣精脫硫后H2S含量一般在10 mg/Nm3以下，脫硫效果較好的項(xiàng)目現(xiàn)場能達(dá)到5 mg/Nm3以下。 國內(nèi)的H2S的檢測方法有很多，按照其分析原理，主要分為化學(xué)法和物理法。這些檢測方法的檢測原理各異，檢測范圍、檢測精度也不相同，所以有必要對這些檢測方法的特點(diǎn)確認(rèn)適合在高爐煤氣中H2S含量檢測方法。 2 檢測方法介紹 2.1 化學(xué)法 化學(xué)法是依據(jù)H2S的化學(xué)性質(zhì)，通過一定條件下吸收劑與H2S的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，從而得H2S含量的測定方法?；瘜W(xué)法應(yīng)用較多，包括碘量法、汞量法、亞甲基藍(lán)法等。 碘量法的檢測范圍較大，可以檢測濃度從0到100%的H2S氣體，但對于低量程的H2S無法準(zhǔn)確測量。 汞量法由于Hg具有明顯的毒性目前應(yīng)用比較少。 亞甲基藍(lán)法測定范圍較窄，為01~23mg/m3。而且穩(wěn)定性較差。 醋酸鉛反應(yīng)速率法也是H2S測定的常用方法，但是其測定范圍較窄，適用的含量約為01-23mg/m3，該方法適用于含硫天然氣的實(shí)驗(yàn)室分析和在線分析。 2.2 物理法 物理法是依據(jù)H2S的物理特性應(yīng)用物理原理來確定H2S含量的測定方法,包括色譜法，光譜法,激光法等。 色譜法和光譜法檢測H2S效果較好，受干擾因素少，分析精度高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；但是色譜對被測氣體的潔凈程度要求較高，而且測量速度較慢，只有在專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多。 紫外光度法能夠在線檢測混合氣的濃度，，具有良好的準(zhǔn)確性和精密度，但是SO2的組分對檢測結(jié)果干擾較大，不適用超低量程硫化氫的測量。 激光法具有響應(yīng)快速、適用范圍廣*確度和可靠性高、維護(hù)量較小等優(yōu)點(diǎn)，在光程滿足要求的情況下能夠準(zhǔn)確測量超低量程的硫化氫，但是CO2會對測量結(jié)果造成一定影響，尤其在CO2濃度交高的情況下影響更大。 3 TY-9530EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀介紹 我司研發(fā)生產(chǎn)的TY-9530EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀在可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS的基礎(chǔ)上采用人工智能算法，升級為MDLAS技術(shù)，即多維激光吸收光譜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)激光目標(biāo)氣體是ppmv濃度，背景氣是百分比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構(gòu)、人工智能算法，能準(zhǔn)確測量高爐煤氣中H2S的含量。 4 分析系統(tǒng)外觀 4.1 適應(yīng)工況 取樣距離 ≤10m 樣氣含塵濃度 ≤200mg/m3 樣氣焦油含量 ≤100mg/m3 樣氣壓力 0kPa～500kPa 樣氣溫度 ≤200℃ 取樣點(diǎn) 適用于天然氣、高、焦?fàn)t煤氣中硫化氫氣體濃度分析 4.2 工作條件 環(huán)境溫度 4℃-45℃ 環(huán)境相對濕度 ≤85% 供電電源 AC220V 50Hz 200W 信號電纜 RVVP4*0.75mm2 環(huán)境氣壓 海拔低于2500m 空氣流速 ≤0.5m/s 工作位置 水平 其他要求 無陽光直接輻射 無強(qiáng)電磁場干擾 無機(jī)械振動 4.3 分析單元具體參數(shù) 型號 TY-9530EX 安裝位置及方式 預(yù)處理柜中，與預(yù)處理系統(tǒng)連接。 基本參數(shù): 電源 220-240V 50Hz AC，≤200W 輸出 4-20mA模擬輸出(用于組分含量輸出)或RS485串口信號輸出 人機(jī)接口 前面板LED觸摸屏 測量方法 MDLAS（多維激光吸收光譜分析技術(shù)） 量程 H2S：0-100 ppmv 分辨率 0.01ppm 主機(jī)供電 220VAC±5％，50/60Hz 樣品壓力 0 KPa至150 KPa 響應(yīng)時間 T90≤1s 重復(fù)性 ＜2% F.S. 樣品溫度 標(biāo)準(zhǔn)：-10℃至60℃ 箱體材質(zhì) 不銹鋼 防爆等級 ExibⅡBT4 防護(hù)等級 IP65 環(huán)境要求 工作溫度：20~40℃，溫度波動不超過1℃/h 4.4 優(yōu)點(diǎn) 4.4.1 不受背景氣體的影響 傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發(fā)出的光除了被待測氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導(dǎo)致測量的不準(zhǔn)確性。 而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.001nm，遠(yuǎn)小于被測氣體一條吸收譜線的譜寬。如圖2-1所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。 同時在選擇該吸收譜線時，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準(zhǔn)確性。 4.4.2 光程多次折返保證測量精度 激光分析的準(zhǔn)備度和激光光程息息相關(guān)，TY-9530EX激光硫化氫在線分析儀采用光程多次折返使激光光程達(dá)到10m以上，保證測量精度。 4.4.3 多維激光吸收光譜技術(shù)解決背景氣干擾問題 TY-9530EX激光硫化氫在線分析儀在TDLAS的基礎(chǔ)上采用人工智能算法，升級為MDLAS技術(shù)，即多維激光吸收光譜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)激光目標(biāo)氣體是ppmv濃度，背景氣是百分比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構(gòu)、人工智能算法，能準(zhǔn)確測量煤氣中H2S的含量。