第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页煤气分析仪在煤气成份测量上的应用摘要：煤气的成份、热值、氧含量等数据的测量，对钢铁制造行业里极为重要。根据测试目的的不同，可分为工艺控制、安全监控、热值测量和燃烧监控等。实际应用中的气体分析系统中，大多是采用红外气体分析仪测量煤气成分中的CO、CO2、CH4、CnHm的浓度，采用热导氢分析仪测量煤气成分中的H2浓度，采用电化学或顺磁氧分析仪测量测量煤气成分中的O2浓度。关键词：分析仪；煤气成分；煤气热值0引言钢铁厂在生产过程中产生的各种煤气可充分回收利用，煤气经过加压、压缩、除焦、混合等工艺处理后，再输送到其他需要煤气的区域使用，以实现节能减排的目的。而煤气的成份、热值以及氧含量等各种数据，是煤气的精确配比、存储、安全使用的保证。其中高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气是煤气分析的主要测量对象。1正文1.1气体分析仪介绍1.1.1Gasboard-3100煤气分析仪Gasboard-3100煤气分析仪是武汉四方光电科技有限公司自主研发和生产的气体分析仪。该分析仪一次最多能够测量六种气体组分，可集成红外、热导、电化学等三种测量原理的气体传感器。仪器可实现空气自动调零，降低了标定校准频率；可自动修正大气压力变化，保证测试精度；可根据气体成分自动计算煤气热值，替代燃烧法热值仪；仪器还具备数字和模拟输出功能，可充分满足现场连续监测的要求。1.1.2准确可靠的H2测量Gasboard-3100煤气分析仪采用了热导传感器测量煤气成分中H2的浓度。热导测试方法主要用于二元气体或准二元气体混合物中氢气的定量分析。钢铁厂产生的煤气主要有高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气，这些煤气成分复杂，必须考虑其他气体对H2测量的干扰影响。不同气体的热导系数差异较大，影响也就不同。常见气体的热导系数如下表所示：气体类型热导系数分子量K(0ºC)mW/KmK(25ºC)mW/KmMKg/kmolCO21416.444.0CH4303416.0H21741802.0O22526.232.0N22426.028.8第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页CO2325.828从上表可以看出，煤气主要成分中CO、O2与背景气N2的热导系数相当，对H2的测量结果影响不大，但是CO2、CH4对H2测量影响明显。通过理论分析及实验表明，如果气体成分中含有CO2，会使H2的测量读数偏低；如果气体成分中含有CH4，会使H2的测量读数偏高。因此为了得到准确的H2含量，应对H2浓度进行CO2、CH4的浓度校正。GASBOARD-3100煤气分析仪对煤气的各气体成分进行分析，并将各种气体的相互影响进行了浓度修正和补偿，消除煤气中其他成分对H2的影响，保证了H2测量值的准确性。此外由于热导传感器的基本原理是通过对气体流动带走的热量进行换算，如果采用直接流通式的热导检测池，很难控制气流，流量大小直接影响H2的读数；GASBOARD-3100煤气分析仪采用了专利的旁流扩散式的热导检测池（见热导专利ZL200620098454.3），流量在0.3―1.5L/min的范围内变化对热导的测量没有影响，减少了因流量波动造成H2测量的误差影响。1.1.3准确可靠的CH4测量为了得到精确的煤气热值，煤气分析仪还必须实现CH4、CnHm精确测量。大多数红外分析仪仅以CH4为测试对象，折合成碳氢化合物总量计算热值。煤气成份中，特别是焦炉煤气，除甲烷外，还含有其他碳氢化合物等成分。根据红外吸收原理，如图1，乙烷等碳氢化合物在甲烷的特征波长3.3um左右有明显吸收干扰。当煤气中其他碳氢化合物含量较大时，CH4的测试值会明显偏大，导致热值测试不准，其热值测试值也无法保证精度。图1：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的红外吸收光谱GASBOARD-3100红外煤气分析仪采用了特殊的气体滤波技术，可实现无干扰的CH4测量，能准确反应混合煤气中CH4和CnHm成分的实际变化，有利于煤气成分和热值的准确分析。1.2在线气体分析系统1.2.1系统构成在煤气测量领域，仅仅有气体分析仪器是无法单独完成测量任务的，这是因为煤气中除了含有CO、CH4、C3H8、H2、O2等气体成份外，还含有少量的焦油，粉尘，以及以气态形式存在的水蒸气等杂质，如果在气体进入分析仪器前不能及时有效的将其中包含的这些杂质除去，...
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