Gas aus Hochofen: Von den „Nebenprodukten“ von Eisen zu wertvoller Energie

Hochofen Eisenrafinerie als Hauptprozess der modernen Eisenrafinerie, seine Roheisenproduktion macht mehr als 95% der weltweiten Gesamtproduktion aus. Der Prozess verwendet Eisenerz, Kalkstein und Koks als Rohstoff und wird in einem gewissen Verhältnis in Schichten in den Hochofen geladen; Gleichzeitig wird die sauerstoffreiche Luft, die durch den heißen Windofen erhitzt wird, vom Eingangsluft in den Ofen eingedrungen. Im Ofen durchläuft das Rohstoff eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen: Koks verbrennt mit heißem Luft im Ventilationsbereich, um CO2 zu erzeugen, CO2 reagiert mit heißem Koks während des Aufstiegs, um CO zu erzeugen, während CO das Eisenerz weiter schrittweise zu metallischem Eisen reduziert und schließlich Eisenwasser bildet. Gleichzeitig entsteht durch die begleitende Reaktion eine große Menge an Hochofengas, das vom Ofendopf abgeleitet wird.

Echtzeit-Überwachung: Optimierung des Prozesses mit sicheren "Augen"

Die Echtzeitüberwachung der Gaszusammensetzung des Hochofens soll den Schmelzeprozess und die Energieeffizienz optimieren, brennbare und explosive Gefahren verhindern und die Schadstoffemissionen sicherstellen.

3. Gaschromatografie Technologie "Kraft nicht aus dem Herzen"

Derzeit wird die Gasanalyse auf dem Oberofen des Hochofens häufig mit der Online-Gaschromatographie-Analysetechnologie verwendet, deren Arbeitsprinzip darin besteht, die Gastrennung mit einer Chromatografie-Säule zu durchführen und anschließend die Zusammensetzungsanalyse mit einem TCD-Wärmeleitdetektor durchzuführen.

Allerdings haben Online-Gaschromatographieanalysatoren in praktischen Anwendungen einige Einschränkungen, wie lange Analysezyklen, komplexe Bedienung und hohe Wartungskosten.

1. „Zeitverzögerung“ der Analyse

Obwohl eine einzelne Analyse schnell ist, hat der gesamte Prozess eine gewisse Verzögerungszeit (in der Regel mehrere Minuten) von der Probenahme, der Übertragung der Probe, der Vorbehandlung bis zum Abschluss der Analyse, die keine Echtzeitüberwachung auf sekundärer Ebene erreichen kann, und die Reaktion auf plötzliche Komponentenschanlungen ist langsamer.

(2) Komplexe Operation, hohe technische Schwelle

Online-Analysesysteme benötigen professionelle Bediener zur Wartung, einschließlich Chromatografie Säulen Alterung, Träger-Gas-Management, regelmäßige Kalibrierung und so weiter, die technische Schwelle ist hoch, erfordert ein gewisses Fachwissen und Erfahrung.

(3) hohe Wartungsarbeit und hohe Kosten

Die Chromatografie erfordert eine lange Streckenförderung von Proben, ein komplexes Vorbehandlungssystem und eine große Wartungsaufnahme vor Ort für verschiedene Verbrauchsmaterialien (Träger, Chromatografie-Säulen usw.). Die Lebensdauer der Chromatografie-Säule (Kernverbrauch) beträgt in der Regel 6-12 Monate (durch die Verschmutzung der Probe beeinflusst), die Ersatzkosten sind etwa 10-30.000 Yuan / Wurzel; Die Detektoren müssen regelmäßig gereinigt werden, die Gasträger müssen häufig ausgetauscht werden und die langfristigen Wartungskosten sind hoch.

4. Durchbruch in der Laser-Raman-Spektrologie

Die Laser-Raman-Spektrologie (LRD) ist eine spektrale Gasanalyse, die auf der Raman-Streuung von Gasen basiert. Mit einem Laser mit hoher Strahlqualität wird ein Laser mit einer bestimmten Wellenlänge ausgestrahlt, der in der Gaskammer durch eine farbdifferenzielle Linse fokussiert wird und der Laser und die Gasmoleküle in der Fokusposition aufeinander kollidieren, um eine Raman-Streuung zu erzeugen. Verschiedene Gase entsprechen unterschiedlichen Raman-Streuungswellenlängen (Raman-Charakteristikspitze für Gase genannt). Die Stärke des Raman-Spitzes ist proportional zu den Werten der Gaskonzentration. Durch die spektrale Analyse der Lage und Stärke des Raman-Spitzes des Gases können mehrere Komponenten gleichzeitig gemessen werden. Darüber hinaus hat es eine schnellere Reaktionszeit im Vergleich zur Chromatografie, da die Anregung und Sammlung des Raman-Streuungsspektrums sehr kurz ist.

Die drei Hauptvorteile der vergleichlichen Gaschromatographie basierend auf dem LRD-Prinzip:

1) Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit:Fast Echtzeit-Messung, Reaktionszeit ca. 10s.

(2) Einfache Konfiguration und einfache Bedienung:Intelligenter Betrieb durch Vorbearbeitung, Sonde und Analysator.

(3) Kleine Wartungsarbeit:Keine Verbrauchsmaterialien wie Chromatografie-Säulen oder Gasträger sind erforderlich und der Wartungsaufwand vor Ort ist nahezu null.

5. Quadratinstrumente LRGA-Serie: inländische unabhängige Innovation

Um das Problem der Überwachung des Gasanalysesystems auf der Oberseite des Hochofens unter schwierigen Arbeitsbedingungen wie hoher Temperatur, hohem Druck, Staub und Feuchtigkeit zu lösen, hat Quadrant Instruments ein Online-Analysesystem entwickelt, das auf der Laser-Raman-Spektrotechnologie basiert, in Kombination mit einer effizienten Vorbehandlung, um die kontinuierliche Echtzeitüberwachung des Staubsauger-Exportgases zu erreichen, um dem Techniker zu helfen, die Lage im Ofen genau zu verstehen, den Reaktionsprozess zu optimieren, um bessere technische und wirtschaftliche Indikatoren zu erhalten und zuverlässige Anleitung für die Hochofenproduktion zu bieten.

Seit 2012 stützt sich Quadrant Instruments auf die Kern-Gas-Sensing-Technologieplattform seiner Muttergesellschaft (Quadrant Optoelectronics Co., Ltd.) und leitet das spezielle Projekt "Forschung, Entwicklung und Anwendung von Laser-Raman-Spektrum-Gasanalyse-Instrumenten" für die Entwicklung von wichtigen wissenschaftlichen Instrumenten des Landes. Angesichts der schwächeren technischen Probleme der Industrie, wie die charakteristischen Signale der Laser-Raman-Spektrometrie, haben die Quadratinstrumente seit mehr als zehn Jahren intensiv gearbeitet, kontinuierlich die Laser-Raman-Spektrum-Gasanalyse-Technologie erforscht und schließlich erfolgreich kommerzialisierte Produkte mit eigenständigen geistigen Eigentumsrechten entwickelt - die Laser-Raman-Spektrum-Gasanalysegeräte der LRGA-Serie, die die technische Lücke in den inländischen relevanten Bereichen ergänzen. Gleichzeitig, mit tiefer technischer Grundlage und Produktleistung, Quadrant Instrumente in der Industrie, aktiv in der Entwicklung von Industriestandards engagiert, um die industrielle Modernisierung zu fördern.