El monitoreo de la composición del gas del horno rutch es la piedra angular de la eficiencia y la seguridad.

En la tecnología de producción de gas a partir del carbón, los procesos de cama fija, cama fluida y cama de flujo de aire tienen sus propias características. Entre ellos, como uno de los procesos de gasificación por compresión de lecho fijo más antiguos, el método de gasificación por compresión de Ruchi continúa desempeñando un papel importante en el campo del carbón a gas natural (sng), gas urbano y gas de síntesis química con sus ventajas únicas de gasificación por contracorriente de carbón roto, alto contenido de alquitrán de subproducto y metano. Sin embargo, su complejo proceso de reacción y su composición diversificada de productos plantean requisitos para el monitoreo preciso de la composición del gas en tiempo real. Dominar los datos de los componentes clave del gas es la premisa central para optimizar el funcionamiento del proceso, garantizar la seguridad de la producción y mejorar los beneficios económicos.

Puntos dolorosos centrales del monitoreo de gases

1. descripción del proceso:

El carbón triturado se añade desde la parte superior del horno, y el agente de gasificación (oxígeno + vapor de agua) fluye hacia atrás desde el Fondo del horno. El carbón experimenta una cadena de reacción completa desde la deshidratación y la pirólisis hasta la gasificación profunda en el horno: la zona de baja temperatura en la parte superior completa el secado y la destilación seca, y libera materia volátil; La reacción de gasificación se produce en la zona central de alta temperatura, produciendo gas efectivo principalmente co, H2 y ch4; La zona de combustión inferior proporciona calor para la gasificación y finalmente forma la descarga de ceniza.

Este sistema heterogéneo, altamente dinámico y que abarca múltiples zonas de temperatura y tipos de reacción, no solo tiene un proceso de reacción complejo, sino que también tiene una variedad de composiciones de productos, además del producto objetivo ch4, también está acompañado de hidrocarburos pesados, alquitrán, fenoles, amoníaco, sulfuros y otros componentes. Junto con las estrictas condiciones de trabajo de alta temperatura, alta presión, alto polvo y Alto alquitrán, el monitoreo en tiempo real y preciso de los componentes clave del gas (como co, h2, ch4, co2, O2 y otros contaminantes) se ha convertido en el desafío central para optimizar la eficiencia del proceso, garantizar un funcionamiento seguro y mejorar los beneficios económicos.

2. importancia del monitoreo de los procesos de respuesta clave:

• C + H2O →CO+H2

Como principal reacción de gasificación por absorción de calor, la concentración de sus productos H2 y co refleja directamente la eficiencia de la gasificación y es el indicador central del monitoreo del proceso.

• C+2H2 →CH4

Esta reacción de Liberación de calor es una ruta característica para la producción de CH4 de alto valor calórico en el horno rutch, por lo que el monitoreo de la concentración de CH4 se ha convertido en una base clave para evaluar la producción económica de la planta.

• CO + H2O → CO2 + H2

Esta reacción reversible de conversión de agua y gas afecta profundamente la composición del gas, y el monitoreo en tiempo real de las concentraciones de co, CO2 y H2 y la atención a sus proporciones son esenciales para comprender el equilibrio de la reacción y optimizar el proceso.

3. dificultades de monitoreo:

• Las necesidades de análisis de todo el componente son urgentes: la composición del gas bruto es extremadamente compleja, incluyendo h2, co, co2, ch4, n2, O2 (traza), H2S、NH3， Así como vapor de alquitrán, polvo, etc. Es necesario obtener la concentración de los componentes clave de manera simultánea y rápida para evaluar exhaustivamente el Estado de gasificación, el valor calórico, la eficiencia del proceso y los riesgos de Seguridad. Los métodos de análisis tradicionales tienen limitaciones, como el largo ciclo de detección cromatográfica, la incapacidad de detectar moléculas binarias como h2, N2 y O2 por FTIR y la grave interferencia cruzada.

- metano y rendimiento efectivo del gas: es necesario monitorear con precisión y rapidez las concentraciones de CH4 e hidrocarburos de alto orden cnhm en el gas bruto y juzgar con precisión su valor calórico, que es una manifestación importante del valor económico del horno rutch. Al mismo tiempo, las concentraciones de gases efectivos como H2 y co también son objetivos de optimización.

• graves desafíos de las condiciones de trabajo complejas y duras: el funcionamiento continuo en entornos de alta temperatura, alta presión, alto alquitrán, alto polvo y gases corrosivos (como h2s) puede conducir fácilmente a bloqueos en el sistema de muestreo y fallas de corrosión del equipo; Contaminación de la ventana de medición óptica y distorsión de atenuación de la señal; El sistema de preprocesamiento tradicional se mantiene con frecuencia y tiene resultados de baja fiabilidad.

• Monitoreo en tiempo real de riesgos de seguridad: la traza de O2 restante en el reemplazo del sistema es un peligro oculto de explosión; Los gases tóxicos y nocivos como el H2S y el cos amenazan la salud de las personas y la seguridad de los equipos, lo que requiere un monitoreo de alta sensibilidad, estable y confiable.

Puntos de monitoreo de la concentración de gases clave y necesidades básicas

1. salida de gas bruto (punto central):

Componentes del equipo de monitoreo: H2、N2、O2、CO、CO2、H2S、NO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H8、n-C4H8、i-C4H10、n-C4H10 Y otros análisis de componentes completos.

Demanda: medición simultánea en línea de múltiples componentes, respuesta rápida, capacidad de resistencia a la interferencia alquitrán / polvo / vapor de agua de alta precisión, resistencia a la corrosión a alta temperatura y alta presión, bajo mantenimiento. Los datos de este punto son la base central para la regulación del proceso, el cálculo de la eficiencia (valor calórico, rendimiento del metano, conversión de carbono) y el monitoreo de Seguridad.

2. salida de la torre de enfriamiento de lavado / entrada de gas purificador:

Componentes de monitoreo: co, co2, ch4, h2s, h2, o2, n2, etc.

Demanda: el gas aquí es relativamente limpio, pero todavía se necesita un monitoreo estable y confiable de la concentración de múltiples componentes o componentes clave para evaluar el efecto de lavado y purificación y controlar la sección aguas abajo. Como se muestra en la siguiente imagen, los espectros Raman de co, co2, ch4, h2s, h2, O2 y N2 obtenidos por el análisis de escaneo espectral Raman de muestras de gas bruto en la salida de la torre de lavado de la planta de gasificación de carbón por lrga - 3200ex tienen picos característicos claramente diferenciados, y el contenido de gas de cada componente Se puede determinar simultáneamente mediante la medición de la altura de los picos característicos.

Avance difícil: ventajas del análisis in situ del esquema Raman del instrumento cuatripartito

Frente a la demanda clave de monitoreo de la salida de gas bruto del horno rutch, que tiene una composición compleja y malas condiciones de trabajo, la tecnología de análisis in situ muestra ventajas insustituibles. La solución central recomendada por Sifang Instrument es el analizador de gas espectral Raman láser in situ lrga - 3200ex.

Breve descripción de los principios técnicos: la espectrometría Raman se basa en la dispersión inelástica producida por la interacción entre la luz y las moléculas. Diferentes moléculas tienen un espectro único de desplazamiento Raman de "huellas dactilares", y un instrumento puede identificar y cuantificar una variedad de componentes de gas al mismo tiempo.

Superar las dificultades centrales:

·Análisis rápido simultáneo de múltiples componentes, una máquina controla la situación general:Un solo equipo puede medir simultáneamente en línea una variedad de componentes clave en el gas bruto en tiempo real (incluyendo moléculas binarias del mismo núcleo h2, o2, N2 y ch4, co, co2, h2s, cos, cnhm, etc.), y la velocidad de respuesta alcanza el segundo nivel. No se necesita un preprocesamiento complejo, no hay interferencia cruzada y se proporcionan los datos de componentes completos en tiempo real del gas de proceso más directo. Está equipado con una capacidad de medición síncrona de 4 canales estándar para satisfacer fácilmente las necesidades de monitoreo paralelo multipunto.

·La concentración de gas se muestra simultáneamente con el valor calórico, y la toma de decisiones tiene cero retraso:Durante el proceso de producción, la composición del gas y el valor calórico cambian dinámicamente en todo momento, mientras que el analizador Raman del instrumento cuatripartito monitorea con precisión la concentración de cada componente, calcula y muestra simultáneamente el valor calórico en tiempo real, elimina el retraso de los datos y proporciona una base oportuna y precisa para la optimización de los parámetros del proceso.

·Sin miedo a las malas condiciones de trabajo, la medición in situ tiene una alta fidelidad:El núcleo de esta ventaja radica en el diseño de sondas in situ resistentes a altas temperaturas, alta presión y corrosión. La sonda se inserta directamente en la tubería de proceso, obtiene información de concentración in situ y la devuelve a alta velocidad a través de fibra óptica larga, evitando efectivamente los puntos dolorosos como la distorsión de los componentes, la adsorción, la condensación, el bloqueo del alquitrán y el mantenimiento frecuente del método de extracción debido a la transmisión de gas de muestra.

·Doble seguridad, producción de escolta y personal:Monitoreo de alta precisión de trazas de O2 y alerta temprana del riesgo de explosión con antelación; Bloquear la concentración de gases tóxicos como H2S y cos en tiempo real para garantizar la seguridad del Personal. El cuerpo del instrumento está diseñado a prueba de explosiones a presión positiva y está equipado con fibra óptica de longitud personalizable ≥ 50 metros para garantizar que la unidad de análisis siempre esté lejos de la zona de proceso de alto riesgo y lograr la seguridad intrínseca.

Más opciones técnicas:

Analizador de gas infrarrojo no espectral (tecnología ndir):Gasboard - 3500 tiene una capacidad de monitoreo en línea de alta precisión de 0 a 100 ppm de concentración ultra baja de CO / co2, y puede medir con precisión parámetros clave como CH4 y valor térmico. Equipado con un sistema profesional de preprocesamiento para garantizar un funcionamiento estable en condiciones adversas como alta humedad y Alto polvo, la protección contra explosiones está diseñada para escoltar la seguridad industrial.

Sistema de análisis de gas láser extractivo (tecnología tdlas):El diseño de gastdl - 3110 para las condiciones de trabajo de polvo medio y alto en el gas de muestra consta de cuatro partes: sonda de muestreo, unidad de preprocesamiento, unidad de control y unidad de análisis de gas, que pueden reflejar continuamente la concentración de gas medida en tiempo real.

Conclusión

La compleja composición del gas y las estrictas condiciones de trabajo del proceso del horno rutch hacen que el monitoreo confiable, preciso y completo de la composición del gas in situ se convierta en la línea vital de su funcionamiento eficiente y seguro. La tecnología de análisis de gas espectral láser Raman desarrollada independientemente por Sifang instrument, con sus ventajas centrales de anti - interferencia de medición simultánea in situ de múltiples componentes, tolerancia a malas condiciones de trabajo y bajo mantenimiento, ha resuelto con éxito los desafíos clave del monitoreo de gas del horno rutch y ha proporcionado a los clientes un fuerte soporte de datos Para comprender el proceso, optimizar el funcionamiento y garantizar la seguridad. Elija las cuatro partes para dar a su dispositivo de horno rutch un "ojo del proceso" preciso y confiable y un "escudo de seguridad".