在線分析儀表在煤氣化裝置中的應用及其預處理系統的改造研究

王浩華 王偉 霍明鑫

摘 要：隨著現代化科技以及信息化技術的高速發展，在線分析儀表得到了越來越多的重視，特別是在整體化工行業中，在線分析儀更是有著極其廣泛的應用，其不僅能夠保證化工生產工作中產品的質量，同時也是指導生產操作以及生產流程的基礎所在。然而，其內部的預處理系統在運行過程中，卻經常會出現各種故障，嚴重影響了煤氣化裝置的運轉效率。因此，文章首先對對在線分析儀表在煤氣化裝置中的應用展開深入分析;在此基礎上，提出在線分析儀表在媒體化裝置預處理系統中的改造。

關鍵詞：在線分析儀;煤氣化裝置;預處理系統;改造研究

1 引言

在煤氣化裝置的生產現場之中，在線分析儀表能夠更加還高效、穩定的將混合氣體成分以及其內部的單個組分展開自動分析，從而保證控制工藝自身的準確性以及時效性，使得煤氣化裝置的生產能夠達到預期中的效益。然而，在實際應用過程中，大多數在線分析儀表在工作時很容易出現問題，導致其真正價值無法充分發揮，而產生的這一現狀的主要原因就在于工作人員并不清楚在線分析儀表的運行條件，這也為其后續的發展與使用產生了限制。

2 在線分析儀表在煤氣化裝置中的應用

煤氣化裝置，其主要使用原料就是煤，并且其在合成氣體時具有著高壓、高溫并且高含水特征的特質，而在線分析儀表，通常都是設置在煤氣化裝置的出口管線部分，從而更好地對合成氣體內部CO、CO2、H2等化學物質的含量進行深入分析，同時，還可以利用各個組分的具體含量，進一步判斷煤氣化裝置在操作過程中產生的溫度，并將其作為基礎來指導工藝操作。在實際操作過程中，通過煤氣化裝置的操作溫度相對較高，其內部合成氣體的CO、CH4含量就會降低，而CO2的含量則會穩步提升;與之相反，一旦煤氣化裝置的操作溫度降低，合成氣體的CO以及CH4含量就會提升，CO2就會逐步降低。通常情況下，合成氣體內部CO、CH4等化學元素都為百分數級，即便煤氣化裝置產生了小幅度波動，也不會對其具體含量產生嚴重影響，而合成氣體中的CH4則對煤氣化裝置溫度的變化有著十分明顯的反映，并且能夠及時反映出煤氣化裝置操作溫度產生的小幅變化。因此，一般都會以CH4的具體含量來判斷煤氣化裝置的溫度變化。由此也可以看出，在線分析儀表在煤氣化裝置中有著十分重要的作用[1]。

3 在線分析儀表在煤氣化裝置預處理系統中的改造

在煤氣化裝置之中，在線分析儀表如何保持長時間穩定、正常的運轉是研究的重中之重，而影響在線分析儀表的關鍵因素就在于預處理系統的設計方面，根據氣化工藝中不同介質之間存在的特性，需要預處理系統必須要同時具備脫塵、脫水以及降溫等多方面功能。而目前的煤氣化裝置，其內部預處理系統在運轉過程當中，由于水循環壓力相對較低以及火炬管線過細等問題，導致在線分析儀表的運行工作以及維護工作難以開展，甚至會產生進水、滲入煤粉等嚴重現象。因此，對在線分析儀表的預處理系統進行合理改造，有著十分重要的現實意義。

3.1目前預處理系統中常見的問題

在當前的在線分析儀表之中，其內部預處理系統中常見的問題有著以下幾個方面：

①除塵能力以及除水能力相對較差;②預處理系統的蒸汽伴熱減壓閥很容易產生故障，導致氣體的壓力不夠穩定;③內部的水循環壓力相對較低，并且壓差較小;④排污設計不夠合理，導致在線分析儀表中經常會進水或是進入煤粉。

3.2 對在線分析儀表預處理系統進行改造的具體措施

根據預處理系統所存在的幾點問題，想要更好的進行預處理系統的改造工作，就應當在以下幾個方面入手，對預處理系統展開更加全面的改造。

3.2.1 樣氣自身的壓力狀態不夠穩定

由于樣氣主要是利用蒸汽伴熱減壓閥來展開降壓或是增壓操作，其具體輸出壓力必須要穩定在100kPa左右，一旦低于這一數值，就會導致色譜的進樣流量逐步降低，對最后的分析結果造成十分嚴重的影響。而如果壓力數值過高，就會使得二級預處理疏水器內部的自動排水系遭到損壞，無法展開正常工作，導致在線分析儀表檢測器以及相應的色譜柱進水，破壞了內部系統，使其不能投入使用。此外，其內部的蒸汽減壓閥如果得不到及時的清理，同樣也會對在線分析儀表的使用造成十分嚴重的影響。

3.2.2 水冷器自身的冷卻能力不足

在水冷器處于正常運轉狀態時，其主要溫度就應該穩定在30℃左右。然而，在實際應用過程中，這一點卻是很難做到的，尤其是在夏季中，由于冷卻水自身的溫度相對較高，這時就可以采用提升水流量的方式，從而更好地控制水冷器內部的樣品流量，在這一過程中，還要減少小旋風制冷的效率以及流量，保證二級樣品的預處理流量能夠穩定在每小時50升的狀態[2]。

3.2.3 處理在線分析儀表進煤粉以及進水問題

首先，應當采用壓縮空氣來對在線分析儀表的進水管線進行徹底清理，通常情況下，壓縮空氣的壓力都保持在300kPa左右，從而達到最高效的清潔效果;其次，還要利用壓縮空氣來對內部的過濾器加以清洗，并且還要檢查蒸汽伴熱減壓閥的工作狀態以及承受壓力，如果發現其內部的壓力不夠穩定，就應當停止蒸汽伴熱減壓閥的工作，并對其進行解體處置，展開更加全面、徹底的清洗;最后則是紅外分析儀內部的測量氣室，同樣要進行高效清理，同時，對于色譜儀中的進樣流路，需要展開詳細檢查，一旦發現其進樣流量并不符合標準要求，就應當及時清洗色譜儀當中的隔膜閥，直到其完全恢復至正常運轉狀態為止，在保證一切正常后，才可以將其投入到日常使用過程。

3.2.4 燃料電池損壞

在線分析儀表內部的原微量氧氣分析儀，通常都會將其安裝在過濾器后面的位置，而在樣氣進入的過程中，由于脫硫劑罐自身所產生的壓力，會將試劑罐中存在的溶液轉移到微量氧氣分析儀當中，從而導致燃燒電池出現損壞現象。針對這一問題，就可以在脫硫試劑罐當中，預先安裝好一個針型狀態的閥門，使得樣氣的進入量能夠得到更加穩定的控制，大大降低了脫硫罐自身的壓力。同時，在微量氧氣分析儀內部裝置好三通閥門，就可以在試劑更換工作完成后，打開三通閥門，利用氮氣自身的特性來沖洗脫硫罐中的空氣含量，而后將其內部的空氣完全排出，從而保證微量氧氣分析儀之中的氧氣含量能夠始終保持在一個較低位置，有效提升燃料電池的使用壽命。

在經過以上幾點改造后，會顯著提升預處理系統的運行狀況，經過改造后的在線分析儀表內部的一級預處理系統，其加大了冷卻器的工作效率，并且在增加了冷卻器內盤管數量的同時，使得水循環壓力能夠得到穩定提升，其內部樣氣的溫度還會得到顯著降低，并在進入到脫液過濾器后，進一步實現氣體與水源分離的目的。同時，在日常的巡檢工作中，還要打開脫液過濾器，及時將其排污閥中存在粉塵的水源排除，使得樣氣能夠通過閥門進入到火炬線，而那些受到影響的樣氣則要經過脫液過濾器充分過濾后，再進入到二級預處理系統當中。

而經過改造后的二級預處理系統，其主要由旋風制冷器、疏水器以及水分離器組成，在樣氣經過處理后，會在經過水膜過濾器后形成三個完全不同的流動路線，其中第一流路是在經過纖維過濾器后，由金屬轉子流量計進與處理系統的色譜分析儀之中;第二流路則是由金屬轉子流量計與紅外分析儀組成;第三流路由脫硫裝置以及進電化學式微量氧氣分析儀組成。

4 結論

目前的煤氣化裝置當中，在線分析儀表在使用時經常會出現各種各樣的問題，導致相應的維修工作以及維護工作的開展十分頻繁，其也對生產方面造成了十分嚴重的影響。因此，更需要對其中的預處理系統進行高效改造，保證其可以穩定、準確、可靠地分析各類數據信息，從而在降低故障發生幾率的同事，逐漸降低在線分析儀表內部與處理系統的維護工作量，使得相應的煤氣化裝置能夠更加安全平穩的運轉。

參考文獻：

[1]陳朋偉，楊建平.在線分析儀表在乙烯裝置中的運用[J].化工管理，2020（13）：155-156.

[2]姚奇燕.在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應用[J].化工管理，2017（17）：47.