水煤浆气化装置中使用激光在线气体分析系统的技术优势

工况现场情况：在我国东北的某个极寒地区有一个大型的煤制化肥项目，其中，煤化气装置共有三台气化炉，采用GE水煤浆气化工艺技术，用水煤浆为原料，空分装置供给的氧气作为催化剂，温度问1400℃，压力为6.5MPa的条件下在炉内进行气化反应，生成由氢气和一氧化碳为主要成分的粗合成气，经过冷却洗涤后的粗煤气送至合成氨装置。

工艺概况和在线分析仪设立位置：

1、水煤浆气化炉的烧嘴在工作时，烧嘴冷却水可以为烧嘴提供冷却保护，如果烧嘴冷却水盘管出现损坏，就会让气化装置停车。如果烧嘴冷却水盘管中出现损坏，只有少量合成气进入烧嘴冷却水中，烧嘴冷却水系统不能够及时反映出烧嘴冷却水盘管是否已经出现损坏。为了可以及时监测盘管内的冷却水是否有泄露气体，缩短泄露到检测的时间，采用向烧嘴冷却回水分离罐中连续充入少量的氮气，采用氮气放空，加快气体的流速，通过在烧嘴冷却回水分离罐氮气放空管线上设置的一氧化碳分析仪，能够快速的监测到烧嘴盘管有没有发生泄漏。

2、对洗涤塔出口管路中的合成气多组分气体进行监测，气化炉进料的氧碳比出现变化时，明显出现的就是气化炉的温度也随之变化，通过气化炉上热电偶测量的温度能够指导气化炉的运行是否正常。不过气化炉在正常生产时，热电偶会遭遇高温熔渣的磨损和合成气的氢蚀，设置的热电偶测量气化炉温度的可靠性会大大降低。通过水煤浆气化炉的现场运行来看，合成气中的甲烷浓度和气化炉温度有直接的关系。要准确判断气化炉温度，需要使用激光甲烷分析仪间接得出气化炉的操作温度。与此同时要设置一氧化碳、氢气、二氧化碳等多组分激光气体分析仪进行综合判断，就可以对热电偶所测的气化炉温度进行确定，也可随时掌握气化炉的运行状况，确保气化炉的稳定运行和安全。此外，通过对合成气的主要组分含量的分析，能够及时知道产品气的有效气（氢气和一氧化碳）的含量和气化的效率，还能够根据测出的硫化氢浓度指导下游装置的生产操作。

洗涤塔出口管路中设置激光在线气体分析仪，主要用来分析合成气中的这些气体，包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、硫化氢、氧气的含量。根据煤气化工艺的特性，气体分析仪预处理系统包含除水、除尘、减压、控温和防冻的功能。洗涤塔合成气的取样点位于合成洗涤塔顶部合成气出口管路上，气体组分中水的体积含量很高，并且介质中还含有固体颗粒和反应副产物。使用预处理系统能够脱除样气中的水和水溶性副产物以及固体颗粒物。

尾气排放，烧嘴冷却回水分离罐放空管路中样品气体主要为氮气，比较单一干净，没有污染，需要分析的气量也很小，因此快速回路和分析仪出口样气排放采用引至高点直接对大气放空。洗涤塔出口粗合成气中有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气、硫化氢等可燃有毒有害气体，而且所需分析样品气量很大，因此快速回路连接至火炬气管线进行燃烧，分析仪出口样气排放采取引至高点直接对大气放空。关于放空管线设计的内部通径要符合样气放空量的要求，否则就有可能因为样品流量的波动而影响到分析仪的测量。

自从该煤化项目开车以来，根据上述设计的激光在线气体分析仪系统通过了在东北极寒恶劣环境下的考验，在水煤浆气化装置中运行状况也是非常稳定、响应速度极快、分析数据可靠、数据精确度很高，预处理系统维护量很小，同时也为气化炉的安全运行提供了可靠的数据指导和帮助，大大提升了装置的安全性和平稳性，使装置能够长时间满负荷的工作。

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