在焦化厂,上千摄氏度的焦炉把煤炭烤成焦炭,同时喷出热值堪比天然气的焦炉煤气。过去,这股“黑金”废气常被点火炬一烧了之;如今,国家“双碳”目标倒逼企业把每一方煤气“吃干榨尽”。可是,焦炉煤气成分复杂:H₂55%-60%、CH₄23%-28%、CO 5%-8%,还夹带焦油、苯、H₂S、NH₃、粉尘和微量氰化氢,稍有波动就会让后端锅炉、甲醇合成或燃气发电机组“中毒”停机。如何实时摸清它的“脾气”?一套过程气体分析系统出现了,焦炉煤气过程气体分析系统究竟是如何把“黑金”废气变成“绿色”数据的?
系统架构分析:
1.采样探头:不锈钢烧结滤芯,探头杆外缠电伴热至180℃,让焦油保持气态,不凝堵。
2.预处理箱:旋风制冷器在数秒内把样气降至5℃,80%焦油、苯、水分被冷凝回收;之后是陶瓷膜除雾器、活性炭吸附罐。
3.分析仪表:红外NDIR测CH₄、CO₂,热导TCD测H₂,电化学测O₂、H₂S,激光TDLAS测微量NH₃,精度±1%FS,刷新周期2 s。
4.数据快链:4G/5G模块把数据送入厂级MES,热值、氢碳比、氧含量异常时,数秒内触发短信+微信报警。
现场案例分析——山西长治某260万吨/年焦化厂
2023年9月,该系统在鼓风机出口投运。首日即发现1#炉墙串漏:O₂从0.4%飙升至1.8%,热值由4100 kcal/Nm³跌至3550 kcal/Nm³,值班人员据此及时调低炉顶空气导入量,避免后端锅炉熄火,减少碳排8.6 t/天。投运三个月,统计表明:锅炉热效率提升2.1%,甲醇装置催化剂寿命延长15%,年创效约820万元。
运维贴士:
每周用氮气反吹探头3 min,压差>20 kPa即更换滤芯;
每月利用标准气(CH₄25%、H₂55%、CO 8%)五点校准,确保量程漂移<±2%;
冬季给预处理箱加装保温棉,防止冷凝水结冰导致激光单元“罢工”。
从“看见”到“看懂”,焦炉煤气过程气体分析系统用一组组实时数据,把曾经“黑箱”般的炼焦过程变得透明。它不仅是焦化企业安全、低碳、高效运行的“守护神”,也是我国钢铁行业迈向“双碳”时代最接地气的“数据脚印”。