鋼鐵冶金行業(yè)安全氣體(CO、O2)監(jiān)測(cè)方案

時(shí)間：2024-10-16作者：江蘇天瑞儀器股份有限公司瀏覽：218

1. 鋼鐵冶金過(guò)程中煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的必要性

1.1 有利于資源再利用，降低企業(yè)成本

一般來(lái)說(shuō)，每生產(chǎn)1t粗鋼約需2.1×10⁷kJ的能量，約能產(chǎn)生4.2×10⁶kJ的高爐煤氣、4.2×10⁶kJ的焦?fàn)t煤氣及1.0×10⁴kJ的轉(zhuǎn)爐煤氣，副產(chǎn)煤氣約占鋼鐵企業(yè)能源總收入的30%-40%。因此，實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)煤氣的回收再利用可以大地降低鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)的成本，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。而煤氣是否有回收的**，取決于煤氣中CO等能源氣體的濃度，CO和O₂在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是測(cè)量氣體濃度的關(guān)鍵。

1.2 保證生產(chǎn)行為的安全性

高爐和焦?fàn)t煤氣中的CO濃度較高，它在空氣中的混合爆炸限為12.5%～74%，只要濃度達(dá)到爆炸限，遇到明火容易發(fā)生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均與其濃度相關(guān)，因此必須采用的技術(shù)對(duì)煤氣中的CO和O₂進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1.3 環(huán)境保護(hù)的需要

目前我國(guó)現(xiàn)有20余家年產(chǎn)鋼量400-2000萬(wàn)噸的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，其中相當(dāng)一部分企業(yè)高爐煤氣排放量為10-30萬(wàn)m³/H。按照這樣的排放量來(lái)推理可知冶金企業(yè)可以嚴(yán)重影響周?chē)鷶?shù)公里的空氣質(zhì)量，造成大氣污染。嚴(yán)重的空氣污染不僅危害著周?chē)用竦纳眢w健康，同時(shí)惡化了生態(tài)環(huán)境?？傊苯鹌髽I(yè)周邊環(huán)境的質(zhì)量的優(yōu)劣與其排放的CO的濃度關(guān)系密切。

2. 煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

目前在國(guó)內(nèi)煤氣的非分光紅外氣體檢測(cè)和電化學(xué)檢測(cè)等方法和光譜吸收型激光傳感技術(shù)。其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1：

表1 煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)已有技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較

 

	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
電化學(xué)檢測(cè)法	體積小、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便 傳感器性能比較穩(wěn)定，耗電少 溫度適應(yīng)性比較寬(有時(shí)可以在-40℃到50℃間工作)	電解液的壽命有限，一般為1年左右 可測(cè)量范圍窄，在氣體濃度量程時(shí)探測(cè)器容易受到*性損壞 容易受到其他氣體的交叉影響
非分光紅外氣體檢測(cè)法	測(cè)量準(zhǔn)確 待測(cè)氣體交叉影響小	受水汽和粉塵影響大，需要預(yù)處理，使維護(hù)難度和成本上升 系統(tǒng)反映時(shí)間長(zhǎng)（通常大于20秒）
可調(diào)諧二管激光吸收光譜技術(shù)	待測(cè)氣體的吸收光譜具有高分辨率、高選擇性，不受粉塵、水汽和其他氣體的影響 速度快、靈敏度高、*預(yù)處理	價(jià)格相對(duì)較高

 

3. 鋼鐵冶金行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1 監(jiān)測(cè)儀器選擇及儀器原理

選取以基于可調(diào)諧二管（TDLAS）激光吸收光譜技術(shù)的激光在線(xiàn)氣體分析儀（圖1）為本方案中所需的監(jiān)測(cè)設(shè)備。

圖1 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V示意圖

這項(xiàng)技術(shù)的基本原理是Lamber-Beer定律（圖2），氣體吸收激光的強(qiáng)度與其濃度成正比，通過(guò)測(cè)量氣體吸收激光強(qiáng)度可計(jì)算出氣體濃度。大多數(shù)氣體只吸收特定波長(zhǎng)的光。激光的**波長(zhǎng)隨二管溫度和電流的變化而改變，激光二管安裝了半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器使得**波長(zhǎng)穩(wěn)定。

3.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)組成

根據(jù)鋼鐵冶金的過(guò)程以及實(shí)際監(jiān)測(cè)需要，安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)由3個(gè)部分組成，分別為轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)、高爐煤氣監(jiān)測(cè)和焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)。

3.2.1 轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測(cè)

如圖2可見(jiàn)，在回收側(cè)盅形閥/分散側(cè)盅形閥前布設(shè)煙氣在線(xiàn)分析儀，只有當(dāng)通過(guò)CO在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO濃度在30%以上時(shí)，才打開(kāi)氣體切換站的回收側(cè)盅形閥進(jìn)入煤氣柜儲(chǔ)存，否則通過(guò)分散側(cè)盅形閥通過(guò)放散塔點(diǎn)火燃燒。在煤氣柜前布設(shè)煙氣在線(xiàn)分析儀，只有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)分析保證煤氣柜內(nèi)O₂含量不會(huì)標(biāo)（控制在1%以下）才允許焦煤煤氣進(jìn)入煤氣柜，否則啟動(dòng)停止回收，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

圖2 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V在轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

3.2.2 高爐煤氣監(jiān)測(cè)

如圖3所示，根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，高爐煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位布設(shè)分為以下幾個(gè)部分：
（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)1：高爐煤氣分析，CO和CO₂，控制高爐爐況和回收能源氣；
（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)2：分析熱風(fēng)爐煙氣中O₂，監(jiān)控?zé)犸L(fēng)爐燃燒狀態(tài)和優(yōu)化燃燒效率；
（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)3、4：分別為磨機(jī)入口和布袋出口，監(jiān)測(cè)O₂是否限，起安全檢測(cè)和控制作用；
（4）監(jiān)測(cè)點(diǎn)5：監(jiān)控煤粉倉(cāng)內(nèi)CO是否限，避免煤粉倉(cāng)內(nèi)煤粉自燃。

圖3 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V在高爐系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

3.2.3 焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)

如圖4所示，根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，焦?fàn)t煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位布設(shè)位于電捕捉器中，分析控制電捕焦油器中的O₂，防止煤氣與O₂混合達(dá)到一定比例爆炸。

圖4 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V在焦?fàn)t系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

4. 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V系統(tǒng)概述

4.1 性能特點(diǎn)

GALAS 6V系列激光氣體分析儀由于采用了激光半導(dǎo)體二管吸收光譜（TDLAS）技術(shù)，從根本上解決了采樣預(yù)處理帶來(lái)的諸如響應(yīng)滯后、維護(hù)頻繁、易堵易漏、易損件和運(yùn)行費(fèi)用高等各種問(wèn)題。

4.2 GALAS 6V系列的主要技術(shù)指標(biāo)

表2 儀器激光在線(xiàn)氣體分析儀GALAS 6V測(cè)量指標(biāo)

 

測(cè)量氣體	O2	CO	H2O
測(cè)量范圍（標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境）	0-**	0-2%	0-20%
低的檢測(cè)限制	100ppm-v	1ppm-v	5ppm-v
準(zhǔn)確性（包括噪音，線(xiàn)性和重復(fù)性）	±2%/100ppm	±2%/1ppm	±2%/10ppm
分辨率	100ppm-v	1ppm	5ppm
響應(yīng)時(shí)間（T90）	< 2 s	< 4 s	< 4 s
吹掃氣	0.3~0.8Mpa工業(yè)氮?dú)?	0.3~0.8Mpa工業(yè)氮?dú)?	0.3~0.8Mpa工業(yè)氮?dú)?
待測(cè)氣體壓力范圍	0.8bar~5bar（絕壓）	0.8bar~2bar（絕壓）	0.8bar~2bar（絕壓）
待測(cè)氣體的溫度范圍	<80℃
取樣速率	1s
漂移	可以忽略（在每個(gè)測(cè)量周期小于測(cè)量范圍的2%）
預(yù)熱時(shí)間	通常<1分鐘
工作溫度范圍	探桿工作溫度范圍 (在線(xiàn)安裝) ：-20 ~ +55℃ （-4~131oF） 光學(xué)端工作溫度：-40 ~+70 ℃（-40~+158oF）（不結(jié)露）
防護(hù)等級(jí)	IP66

4.3 現(xiàn)場(chǎng)譜圖數(shù)據(jù)

下圖為寧夏某鋼鐵廠(chǎng)實(shí)際應(yīng)用GALAS 6V測(cè)量CO和O₂的工作圖譜：

圖5 氧氣不煉鋼時(shí)譜圖

圖6 一氧化碳煉鋼時(shí)譜圖

圖7 煉鋼歷史數(shù)據(jù)


江蘇天瑞儀器股份有限公司專(zhuān)注于ROHS檢測(cè)儀,Rohs分析儀,X-RAY檢測(cè)設(shè)備,電鍍層膜厚儀,Rohs2.0檢測(cè)儀,工業(yè)CT,鍍層厚度測(cè)試儀,手持式合良好號(hào)分析儀等, 歡迎致電 13405100207

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• RoHS10項(xiàng)是指哪些內(nèi)容

  2015年6月4日，歐盟頒布RoHS 2.0修訂指令正式將4種有毒有害物質(zhì)（DEHP、BBP、DBP、DIBP）加入RoHS 2.0管控范圍，加上新增的四種限制的有毒有害物質(zhì)共有10種，如下：1、鉛(Pb)，使用該物質(zhì)的例子：焊料、玻璃、pvc穩(wěn)定劑；2、鎘(Cd)，使用該物質(zhì)的例子：開(kāi)關(guān)、彈簧、連接器、外殼和pcb、觸頭、電池；3、汞(Hg)，使用該物質(zhì)的例子：溫控器、傳感器、開(kāi)關(guān)和繼電器、燈泡

• 水龍頭重金屬析出量限值及其檢測(cè)方案

  前言：水龍頭又稱(chēng)水嘴，是衛(wèi)浴產(chǎn)品主要零部件，與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。除了節(jié)能、節(jié)水、安全、美觀(guān)等質(zhì)量指標(biāo)外，水嘴重金屬析出量也成為建筑五金行業(yè)關(guān)注的環(huán)境健康安全指標(biāo)。近期，上海質(zhì)監(jiān)局對(duì)上海市生產(chǎn)和銷(xiāo)售的水嘴產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)抽查。經(jīng)檢驗(yàn)，68批次產(chǎn)品中不合格21批次，不合格率達(dá)到了31%，其中有6批次產(chǎn)品鉛析出量標(biāo)，1批次產(chǎn)品鉻析出量標(biāo)。 鉛和鉻元素的過(guò)量攝入會(huì)造成慢性中毒，嚴(yán)重?fù)p傷人體神經(jīng)、造

• rohs檢測(cè)范圍

  昆山市玉山鎮(zhèn)儀器商行是生產(chǎn)光譜、色譜、質(zhì)譜等分析測(cè)試儀器及其軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售一體型企業(yè)。 2011年1月25日，儀器在深圳創(chuàng)業(yè)板塊上市。股票代碼為300165。分析儀器行業(yè)的一家也是目**一家上市公司．2008年3月19及20日，歐盟于《公報(bào)》刊登多項(xiàng)修訂指令，包括電池、耗能產(chǎn)品、廢棄汽車(chē)、電器及電子設(shè)備廢料（WEEE）以及限制有害物質(zhì)（RoHS）指令。有關(guān)修訂賦予歐委會(huì)多項(xiàng)執(zhí)行

• 不銹鋼成分檢測(cè)儀產(chǎn)品技術(shù)介紹

  在鋼鐵行業(yè)中，鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能 有所區(qū)別。以下以字母順序列出重要的鋼材元素，他們包含以下成分： 碳（Carbon)-存在于所有的鋼材，是重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強(qiáng)度，我們通常希望刀具級(jí)別的鋼材擁有0.5%以上的碳，也成為高碳鋼。 鉻（Chromium)-增加耐磨損性，硬度，重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認(rèn)為是不銹鋼。盡管這么叫，