本氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用高溫伴熱抽取技術(shù)，對(duì)工藝過程中的硫化氫氣進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè),系統(tǒng)由取樣及傳輸單元、預(yù)處理及控制單元、分析單元三部分構(gòu)成，主要應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域氣體排放監(jiān)測(cè)和過程控制，例如:燃煤發(fā)電廠、鋁廠、鋼鐵廠、冶煉廠、垃圾發(fā)電站、水泥廠和化工廠、玻璃廠等。
分析儀采用TDLAS技術(shù)(可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)Tunable DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)，為目前國(guó)際進(jìn)的氣體測(cè)量之一，該儀表具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、不受背景氣體干擾、非接觸式測(cè)量等特點(diǎn)，為實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映H2S變化提供了可靠保證。
1.1 直管取樣探頭
PUE-102型直管取樣探頭用于本系統(tǒng)的樣氣采樣，具有伴熱的功能，可以防止采集的樣氣的冷凝，的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使采樣系統(tǒng)更加可靠，樣氣丟失率更小，保證分析系統(tǒng)的穩(wěn)定和真實(shí)；該裝置與樣品接觸的部分全部采用碳鋼材料加工制成，高溫條件下抗腐能力很強(qiáng)。配制防雨罩可以勝任室外工作環(huán)境。
技術(shù)參數(shù)
采樣溫度：300℃
工作壓力：5bar
環(huán)境溫度：－20~80℃
粉塵濃度：100g/m3
安裝附件:安裝法蘭盤//對(duì)裝法蘭盤//安裝螺栓//法蘭盤密封平墊
1.2 預(yù)處理系統(tǒng)
安裝位置 | 靠近分析儀表安裝。 | |
工藝管線對(duì)接尺寸 | OD6mm卡套連接。 | |
組成、結(jié)構(gòu)說明 | 采用過濾裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的除塵、脫水、自動(dòng)排水及濕度報(bào)警。 | |
預(yù)處理后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo) | （1）樣氣流量： 300-800mL/min，保持穩(wěn)定 （2）樣氣濕度： 0-40RH%(不含水、油液滴) （3）過濾精度： 無(wú)粉塵或顆粒物 （4）樣氣溫度： 38±2℃ | |
1.3 分析單元PUE-800EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀
型號(hào) | PUE-800EX |
安裝位置及方式 | 預(yù)處理柜中，與預(yù)處理系統(tǒng)連接。 |
基本參數(shù): | |
電源 | 220-240V 50Hz AC，≤200W |
輸出 | 4-20mA模擬輸出(用于組分含量輸出)或RS485串口信號(hào)輸出 |
人機(jī)接口 | 前面板LED觸摸屏 |
測(cè)量 | MDLAS（多維激光吸收光譜分析技術(shù)） |
量程 | H2S：0-50/100 ppmv |
分辨率 | 0.01ppm |
主機(jī)供電 | 220VAC±5％，50/60Hz |
樣品壓力 | 0 KPa至150 KPa |
響應(yīng)時(shí)間 | T90≤1s |
重復(fù)性 | ＜2% F.S. |
樣品溫度 | 標(biāo)準(zhǔn)：-10℃至60℃ |
箱體材質(zhì) | 不銹鋼 |
防爆等級(jí) | ExibⅡBT4 |
防護(hù)等級(jí) | IP65 |
環(huán)境要求 | 工作溫度：20~40℃，溫度波動(dòng)不超過1℃/h |
1.4 原理
激光氣體分析儀的測(cè)量原理是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)Tunable DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)，TDLAS早于20世紀(jì)70年代提出。初期的TDLAS技術(shù)只是一種實(shí)驗(yàn)室研究用技術(shù)，隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)在20世紀(jì)80年代的迅速發(fā)展，特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，基于TDLAS技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)在線分析儀表已逐漸發(fā)展成熟，能夠在各種高溫、高粉塵、高腐蝕等惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)在線的氣體濃度測(cè)量。
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬，如上圖。因此，半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。系統(tǒng)采用特定波長(zhǎng)的激光束穿過被測(cè)氣體，激光強(qiáng)度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯.比爾定理，因此可以通過檢測(cè)激光強(qiáng)度的衰減信息分析獲得被測(cè)氣體的濃度。采用半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測(cè)量結(jié)果可靠性高。
1.5 優(yōu)點(diǎn)
3.5.1.不受背景氣體的影響
傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測(cè)氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發(fā)出的光除了被待測(cè)氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確性。 而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.001nm，遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體一條吸收譜線的譜寬。如圖2-1所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。同時(shí)在選擇該吸收譜線時(shí)，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無(wú)測(cè)量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對(duì)被測(cè)氣體的交叉吸收干擾，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3.5.2光程多次折返保證測(cè)量精度
激光分析的準(zhǔn)備度和激光光程息息相關(guān)，PUE-800EX激光硫化氫在線分析儀采用光程多次折返使激光光程達(dá)到10m以上，保證測(cè)量精度。
3.5.3 多維激光吸收光譜技術(shù)解決背景氣干擾問題
PUE-800EX激光硫化氫在線分析儀在TDLAS的基礎(chǔ)上采用人工智能算法，升級(jí)為MDLAS技術(shù)，即多維激光吸收光譜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)激光目標(biāo)氣體是ppmv濃度，背景氣是比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構(gòu)、人工智能算法，能準(zhǔn)確測(cè)量煤氣中H2S的含量。
