合作背景

隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速，煤化工行業(yè)作為能源轉(zhuǎn)換和化工原料供應(yīng)的重要領(lǐng)域，其發(fā)展一直備受關(guān)注。然而，煤化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣等環(huán)境問題，以及可能引發(fā)的安全事故，對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。煤化工企業(yè)在國家環(huán)保法規(guī)和安全生產(chǎn)政策的推動(dòng)下，加強(qiáng)工業(yè)過程氣體監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。此外，精確的氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)可以為生產(chǎn)過程提供快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)手段，使得企業(yè)在環(huán)?？嘏?、工藝優(yōu)化和安全生產(chǎn)等方面均取得顯著進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)責(zé)任的雙贏。因此，加強(qiáng)煤化工企業(yè)的工業(yè)過程氣體監(jiān)測(cè)，不僅是響應(yīng)國家環(huán)保法規(guī)和安全生產(chǎn)政策的需要，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提升經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。

項(xiàng)目介紹

該項(xiàng)目用戶是河南某大型煤化工企業(yè)，其斥資百億打造了一座現(xiàn)代化工業(yè)園區(qū)，涵蓋了甲醇、1,4-丁二醇、聚四氫呋喃和丁二酸酐等多種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。該園區(qū)通過煤的高效轉(zhuǎn)化，構(gòu)建了一條從基礎(chǔ)原料煤到甲醇等高端化工新材料的完整產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用和產(chǎn)業(yè)的集群發(fā)展。
在甲醇生產(chǎn)領(lǐng)域，該企業(yè)年產(chǎn)能力高達(dá)60萬噸，采用國際先進(jìn)的殼牌粉煤加壓氣化技術(shù)，結(jié)合低溫甲醇洗凈化和低壓甲醇合成工藝，確保了甲醇生產(chǎn)的高效率和高品質(zhì)。然而，企業(yè)初期采用的某國際知名品牌在線色譜儀在監(jiān)測(cè)合成氣成分時(shí)，因維護(hù)成本高昂和操作復(fù)雜，最終被企業(yè)放棄，轉(zhuǎn)而采用傳統(tǒng)的人工取樣化驗(yàn)方式。這一轉(zhuǎn)變雖然降低了設(shè)備成本，卻增加了人力物力的消耗，且測(cè)量精度和效率難以滿足生產(chǎn)需求。
2023年，該企業(yè)在尋求更高效、更經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測(cè)解決方案時(shí)，接觸到了四方光電(武漢)儀器有限公司 (以下簡稱“四方儀器”) 的激光拉曼產(chǎn)品方案。該產(chǎn)品專為高溫、高壓和高粉塵環(huán)境設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量合成氣中的多種組分，且不受背景氣體中水分的干擾。經(jīng)過深入的技術(shù)交流和現(xiàn)場(chǎng)考察，企業(yè)最終決定在氣化爐出口安裝我司的原位激光拉曼光譜分析儀，以實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣的連續(xù)、自動(dòng)、在線監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)過程的監(jiān)控水平和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

原位激光拉曼光譜氣體分析儀

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LRGA-3200EX基于激光拉曼散射原理，通過對(duì)被測(cè)氣體的特征拉曼散射光譜進(jìn)行增強(qiáng)、收集、處理和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)多類氣體同時(shí)進(jìn)行定性及定量分析。系統(tǒng)用于原位安裝測(cè)量，可同時(shí)對(duì)近20種組分進(jìn)行連續(xù)在線的無損氣體分析。系統(tǒng)配備拉曼采樣探頭，采用正壓防爆設(shè)計(jì)，安全耐用。秒級(jí)響應(yīng)，無需長久等待

產(chǎn)品特性

1、無損氣體分析，包括同核雙原子分析（H2、N2、O2）

2、可同時(shí)對(duì)多種氣體進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，一臺(tái)儀器解決工業(yè)過程氣體全流程監(jiān)測(cè)

3、配備拉曼探頭，無需抽氣到儀表測(cè)量，也無需易耗品（色譜柱、閥門、氣泵等）

4、儀表正壓防爆，維護(hù)周期長，安全性高，有毒易燃?xì)怏w不會(huì)進(jìn)入分析

5、智能化軟件設(shè)計(jì)，全觸屏界面，數(shù)據(jù)直觀顯示，可外接PC鍵盤

技術(shù)方案

我司為該項(xiàng)目所提供的原位激光拉曼光譜氣體分析儀專門針對(duì)高壓、高溫、含焦油工況而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)由取樣單元、預(yù)處理單元、控制單元、分析單元四部分構(gòu)成，自動(dòng)完成管路取樣等操作，其主要目的是精確測(cè)量合成氣中各組分的濃度，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人值守，大大減少了人工負(fù)荷，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確、連續(xù)自動(dòng)在線運(yùn)行。系統(tǒng)采用原位安裝測(cè)量方式，同時(shí)對(duì)多種氣體組分進(jìn)行連續(xù)在線的無損氣體分析。在此基礎(chǔ)上精確計(jì)算并監(jiān)測(cè)天然氣的熱值，這對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高資源利用率具有不可替代的作用。
系統(tǒng)將拉曼探頭前置，使儀表不直接接觸樣氣，減少取樣裝置、分析儀表等部位的維護(hù)工作，并且極大地提高了儀表測(cè)量的響應(yīng)時(shí)間。多點(diǎn)位耐高壓探頭同時(shí)測(cè)量，安全耐用。

四方儀器原位激光拉曼分析儀項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)效果

據(jù)了解，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)部位含有大量粉塵，測(cè)量溫度要求185℃，壓力要求3.5Mpa，需要精確測(cè)量CO、CO2、H2、N2、CH4、O2、H2S等組分濃度。我司方案不僅能夠很好地適應(yīng)此類惡劣測(cè)量工況，同時(shí)，經(jīng)過對(duì)實(shí)際測(cè)試情況以及數(shù)據(jù)分析對(duì)比，我司激光拉曼分析儀在響應(yīng)時(shí)間、耗材、運(yùn)行載氣等方面還具備多項(xiàng)明顯優(yōu)勢(shì)。特別是在熱值監(jiān)測(cè)方面，我司設(shè)備能夠快速、準(zhǔn)確地根據(jù)天然氣中各組分氣體濃度計(jì)算熱值，為生產(chǎn)決策提供可靠的依據(jù)。

傳統(tǒng)的合成氣組分分析主要使用在線色譜儀器，和原位激光拉曼分析儀相比，前者響應(yīng)時(shí)間長，維護(hù)成本高，尤其在背景氣工況惡劣條件下維護(hù)量極大。本次項(xiàng)目采用國產(chǎn)激光拉曼設(shè)備替代進(jìn)口產(chǎn)品，一方面打破進(jìn)口設(shè)備技術(shù)壁壘，給公司降低相應(yīng)設(shè)備運(yùn)行成本及后續(xù)維護(hù)成本，同時(shí)相較于色譜響應(yīng)時(shí)間有極大提升，為現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)提供極有利保障。

方案價(jià)值

該技術(shù)方案的實(shí)施使煤化工的工藝過程得到了更為有效的管理和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)三者的平衡。
首先，在安全監(jiān)控方面，通過監(jiān)測(cè)H2S、CO等有毒有害氣體的濃度，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，防止或減少爆炸和中毒等事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。其次，從工藝優(yōu)化和提質(zhì)增效上講，通過監(jiān)測(cè)H2、N2、O2等氣體組分的比例與對(duì)反應(yīng)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，優(yōu)化反應(yīng)條件，整體提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。再次，在環(huán)境保護(hù)方面，通過監(jiān)測(cè)CH4等溫室氣體的排放量，可以評(píng)估工藝對(duì)環(huán)境的影響，并采取相應(yīng)措施減少溫室氣體的排放，最終達(dá)到環(huán)保法規(guī)的要求，減少對(duì)環(huán)境的影響。最后一點(diǎn)，通過監(jiān)測(cè)熱值可以評(píng)估燃料的使用效率和經(jīng)濟(jì)性，幫助企業(yè)降低成本，提高競(jìng)爭力。

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)