贵州大型煤焦化企业煤气热值分析项目

2024-10-21

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应用领域新能源
样品焦炉煤气
项目煤气热值分析项目

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四方仪器激光拉曼光谱气体分析仪LRGA-6000

品牌四方仪器

产地湖北

型号 LRGA-6000

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采用激光拉曼气体特征指纹技术，干扰少；响应速度快，样气进入分析仪后30s显示测量结果；使用和维护成本低，无须载气与耗材

摘要

项目背景

合作背景

在当今工业迅猛发展的背景下，煤焦化行业在能源转换中扮演着关键角色。特别是焦炉煤气，由于其高氢含量和低硫含量，被广泛认可为一种清洁的能源，非常适合发电使用。煤气质量评估是一个复杂的过程，涵盖热值、组分、杂质含量等多个维度。热值作为衡量煤气质量的重要指标，是一个客观的物理量，不受煤气来源或生产过程的影响。这种客观性确保了热值作为评估煤气质量的公正标准，是目前最为先进的判定方法之一。

在煤气从焦化厂输送至发电厂的过程中，热值的准确测定对于双方评估煤气价值至关重要。然而，由于不同的检测方法和设备可能导致热值读数的差异，这可能引发煤气价值评估的不一致性和交易争议。因此，煤气热值的精确监测在煤焦化企业的生产过程中占据了核心地位，它不仅关系到煤气的质量评估和成本控制，也是交易结算的决定性因素。煤气的能源利用效率和经济效益与热值的准确性直接相关。

随着工业自动化和智能化的不断进步，煤焦化企业对高效、精确的气体监测设备的需求日益增长。这些设备不仅能够提升煤气能源管理的效率和精确度，还能为煤焦化企业的可持续发展和环境保护工作提供坚实的硬件支持。

项目介绍

该项目合作伙伴是位于贵州的一家领先的大型煤焦化企业，该企业正雄心勃勃地推进其煤焦化循环经济项目，目标是将年产量提升至 120 万吨。这一雄心勃勃的技术改造和扩建工程，不仅包括了重介选煤厂的 300 万吨产能提升，还涵盖了两座采用先进技术的 60 孔 HXDK55 -09F 型焦炉、煤化工产品的回收、煤焦油的深度加工，以及剩余煤气的高效发电利用。预计项目总投资高达 15 亿元人民币，厂区占地面积超过 500 亩，无疑将成为贵州省工业发展的一颗璀璨明珠。

煤气发电作为该项目的重要一环，其核心任务是将焦炉煤气高效输送至电力公司，用于电力生产，双方基于煤气燃烧热值、流量及单价的乘积进行费用结算。目前，其输送对象中的电力公司采用红外便携式分析仪测得的煤气燃烧热值约为 3400kcal，而用户公司在实验室条件下使用奥氏气体分析仪得到的热值则稍高，约为 3800kcal。

为了确保煤气热值数据的精确性和交易的公正性，用户决定在煤气输送加压站的管路上部署一套先进的激光拉曼光谱气体分析系统。这一系统将实时监测并分析煤气的燃烧热值，为煤气的质量和价值提供精确的数据支持，有效解决双方在热值计算上的分歧。同时，这也将极大提升煤气能源管理的效率和精确度，为公司的可持续发展和环境保护工作设置硬件保障。

产品原型

激光拉曼光谱气体分析仪

四方仪器自主研发生产的LRGA-6000 激光拉曼光谱分析仪，是一款专为煤气工况量身定制的高端监测设备，可在线实时测量样气中 C1~C5 等近 20 种气体浓度，以其卓越的性能和稳定性，广泛应用于煤气、天然气、生物质气、垃圾填埋等行业。

该设备集预处理单元、控制单元、分析单元三部分于一体，自动完成采样、排水等操作，实现 24 小时无人值守，大大减少了人工负荷，保证系统长期稳定、准确、连续自动在线运行。更重要的是，其独特的热值监测功能，能够根据样气中各组分气体浓度自动计算热值，为优化生产流程提供了强有力的数据支持。测试数据可通过 RS-232 或 RS-485 、4~20mA 、 Modbus TCP 协议通讯等定制化输出接口传输到上级集中控制系统，为实现远程的监测、工艺调整提供实时依据。

主要参数

测量组分	氢气 H2、氮气 N2、氧气 O2、一氧化碳 CO、二氧化碳 CO2、甲烷 CH4、乙烷 C2H6、丙烯 C3H6、丙烷 C3H8、热值
量程	氢气 H2：0~75%；氮气 N2：0~100%；氧气 O2：0~5%；一氧化碳 CO：0~20%；二氧化碳 CO2： 0~10%；甲烷 CH4：0~30%；乙烷 C2H6：0~10%；丙烯 C3H6：0~10%；丙烷 C3H8：0~10%（量程可根据用户实际需求设置）
精度	±1%F.S.
响应时间	T90 ≤15s
电源	AC220V±10%
环境温度	5~60℃, 相对湿度 95%RH
防爆防护等级	整机防爆，防爆等级等于或高于：Ex d ⅡCT4；防护等级：IP65
分析仪操作要求	1. 全触屏界面 2. 具备标定功能 3. 具有多组分气体同时检测分析功能 4. 纯中文操作界面 5. 支持 RS-232/485 、4~20mA 输出， Modbus TCP 协议通讯 6. 具备自动校准功能
材质要求	系统机柜、管线及所有金属接头使用 316L 不锈钢防腐材质
机柜	集成正压防爆机柜，机柜带防爆空调保证设备运行温度

项目实施

技术方案

在本项目中，我司采用的激光拉曼光谱气体分析技术，为煤气热值监测提供了一种创新的解决方案。该技术方案的核心优势在于其卓越的精度和实时监测能力，确保了煤气热值的准确测定，从而保障了煤气交易的公正性和生产过程管理的高效率。

四方仪器自主研发生产的激光拉曼光谱气体分析仪可以同时精确测量近 20 种气体组分，涵盖了从 C1（甲烷）到 C5+（含碳数大于或等于 5 的烃类）的碳氢化合物，以及二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等重要的非烃组分。该系统能够实现 24 小时连续在线监测，实时提供各组分气体浓度以及煤气热值数据，使得煤气的输送和使用更加灵活和高效。测试数据也方便地传输到集中控制系统，实现远程监控和工艺调整。集成的预处理单元、控制单元和分析单元，配合自动化的采样和排水操作，减少了人工干预，提高了系统的稳定性和可靠性，同时具备自动校准功能，简化了维护工作。整套设备的设计考虑了工业现场的复杂环境，具有高防爆等级和防腐材质，确保了在恶劣环境下的稳定运行。

主要参数

测量组分测量时间	2024/08/20 11:43	2024/08/20 12:27
测量组分测量时间	浓度(%)	浓度(%)
H₂	55.612	58.099
N2	8.343	4.936
O2	3.070	3.674
CO	6.387	6.217
CO2	2.249	2.304
CH4	22.599	23.354
C2H6	0.305	0.116
C3H6	1.424	1.300
C3H8	0.011	0.000
热值（Kcal/m3）	3890.69	3954.58

四方仪器激光拉曼光谱气体分析仪现场测试数据

通过实际测试情况以及数据分析对比，我司激光拉曼分析仪在响应时间、耗材、运行载气等方面还具备多项明显优势。特别是在热值监测方面，我司设备能够快速、准确地根据天然气中各组分气体浓度计算热值，为生产决策提供了可靠的依据。

对比项目	四方仪器激光拉曼分析仪	某知名进口色谱分析仪
响应时间	15s	10min
耗材	滤芯	色谱柱
运行载气	不需要	需要

方案价值

在此项目中，通过部署四方仪器的激光拉曼光谱气体分析系统，用户企业不仅能够获得更精确的煤气热值数据，还能够显著提升煤气能源管理的效率和精确度。这一技术方案的价值体现在以下几个方面：

提升交易公正性：通过提供一致和准确的热值数据，减少了煤气交易中的争议，增强了企业之间的信任和合作。通过优化煤气的使用和销售，企业能够实现更高的经济效益，增强市场竞争力。

优化生产流程：实时的气体组分浓度数据和煤气热值监测数据有助于及时调整生产流程，提高气体生产效率，降低生产成本。

增强可持续发展能力：精确的煤气组分分析有助于监控和管理污染物排放，符合日益严格的环保法规要求。更加支持企业的长期可持续发展，通过提高资源利用率和减少环境影响，为企业的绿色发展奠定基础。

四方仪器激光拉曼光谱气体分析技术的应用，不仅为用户企业带来了技术上的革新，也为整个煤焦化行业的煤气热值监测和管理提供了新的方向和价值。随着技术的不断进步和市场需求的扩大，该技术方案有望成为煤焦化企业气体监测的主流选择，推动整个行业的技术进步和产业升级。

项目现场

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