钢铁冶金行业有毒有害气体监测方案

  1. 1.1 有利于资源再利用，降低企业成本

  一般来说，每生产1t粗钢约需2.1×107kJ的能量，约能产生4.2×106kJ的高炉煤气、4.2×106kJ的焦炉煤气及1.0×104kJ的转炉煤气，副产煤气约占钢铁企业能源总收入的30%-40%。因此，实现副产煤气的回收再利用可以极大地降低钢铁冶金产业的成本，实现资源的有效利用。而煤气是否有回收的价值，取决于煤气中CO等能源气体的浓度，CO和O2在线监测系统是测量气体浓度的关键。

  1.2 保证生产行为的安全性

  高炉和焦炉煤气中的CO浓度较高，它在空气中的混合爆炸极限为12.5%～74%，只要浓度达到爆炸极限，遇到明火极容易发生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均与其浓度相关，因此必须采用先进的技术对煤气中的CO和O2进行实时监测。

  1.3 环境保护的需要

  目前我国现有20余家年产钢量400-2000万吨的钢铁联合企业，其中相当一部分企业高炉煤气排放量为10-30万m3/H。按照这样的排放量来推理可知冶金企业可以严重影响周围数公里的空气质量，造成大气污染。严重的空气污染不仅危害着周围居民的身体健康，同时恶化了生态环境。总之冶金企业周边环境的质量的优劣与其排放的CO的浓度关系密切。

  2. 烟气在线监测技术现状

  目前在国内煤气的非分光红外气体检测和电化学检测等方法和光谱吸收型激光传感技术。其优缺点对比如表1 烟气在线监测已有技术优缺点比较

  3. 钢铁冶金行业安全生产监测系统建设方案

  4. 3.1 监测仪器选择及仪器原理

  氧气检测仪HNAG1000-O2基于高精度电化学检测原理，反应时间为＜10S。

  一氧化碳检测仪HNAG1000-CO采用红外和电化学检测原理，反应时间为＜10S。

  气体控制主机HNAG6500可以连接多个检测仪器，实时数据采集。数据储存，导出，无线传输至指定平台

  3. 3.2 监测系统建设组成

  根据钢铁冶金的过程以及实际监测需要，安全生产监测系统建设由3个部分组成，分别为转炉煤气监测、高炉煤气监测和焦炉煤气监测。

  3.2.1 转炉煤气监测

  在回收侧盅形阀/分散侧盅形阀前布设烟气在线分析仪，只有当通过CO在线监测系统测得转炉煤气中的CO浓度在30%以上时，才打开气体切换站的回收侧盅形阀进入煤气柜储存，否则通过分散侧盅形阀通过放散塔点火燃烧。在煤气柜前布设烟气在线分析仪，只有在线监测系统测分析保证煤气柜内O2含量不会超标（控制在1%以下）才允许焦煤煤气进入煤气柜，否则启动停止回收，以保证系统的稳定性和安全性。

  3.2.2 高炉煤气监测

  根据工艺生产和安全要求，高炉煤气监测系统点位布设分为以下几个部分：

  （1）监测点1：高炉煤气分析，CO和CO2，控制高炉炉况和回收能源气；

  （2）监测点2：分析热风炉烟气中O2，监控热风炉燃烧状态和优化燃烧效率；

  （3）监测点3、4：分别为磨机入口和布袋出口，监测O2是否超限，起安全检测和控制作用；

  （4）监测点5：监控煤粉仓内CO是否超限，避免煤粉仓内煤粉自燃。

  3.2.3 焦炉煤气监测

  根据工艺生产和安全要求，焦炉煤气监测系统点位布设位于电捕捉器中，分析控制电捕焦油器中的O2，防止煤气与O2混合达到一定比例爆炸

  4. 在线式一氧化碳CO，O2浓度检测仪产品描述和技术参数如下：

  型号：HNAG1000检测气体：CO O2 CH检测范围：0-100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm、0-30%VOL分辨率：0.01ppm、0.1%VOL显示方式：液晶显示温 湿 度：选配件，温度检测范围：-40 ～ 120℃，湿度检测范围：0-100%RH检测方式：扩散式、流通式、泵吸式可选安装方式：壁挂式、管道式检测精度：≤±2%线性误差：≤±1%响应时间：≤10秒（T90）零点漂移：≤±1%（F.S/年）恢复时间：≤10秒重 复 性：≤±1%信号输出：① 4-20mA信号：标准的16位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km

  ② RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离2Km③ 电压信号：0-5V、0-10V输出，可自行设置④ 脉冲信号：又称频率信号，频率范围可调（选配）⑤ 开关量信号：标配2组继电器，可选第三组继电器，继电器无源触点，容量220VAC 3A/24VDC 3A传输方式：① 电缆传输：3芯、4芯电缆线，远距离传输（1-2公里）

  ② GPRS传输：可内置GPRS模块，实时远程传输数据，不受距离限制（选配）接收设备：用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、等报警方式：现场声光报警、外置报警器、远程控制器报警、电脑数据采集软件报警等报警设置：标准配置两级报警，可选三级报警；可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警电器接口：3/4″NPT内螺纹、1/2″NPT内螺纹，同时支持2种电器连接方式防爆标志：ExdII CT6（隔爆型）壳体材料：压铸铝+喷砂氧化/氟碳漆，防爆防腐蚀防护等级：IP66工作温度：-30 ～ 60℃工作电源：24VDC（12～30VDC）工作湿度：≤95%RH，无冷凝尺寸重量：183×143×107mm(L×W×H）1.5Kg(仪器净重)工作压力：0 ～ 100Kpa标准配件：说明书、合格证质保期：一年

  三、气体预处理设备型号HNAG7200

  一氧化碳和氧气气体检测仪工作温度接受范围是零下30度到50度,由于机箱内温度、湿度油水、粉尘过高, 所以气体检测仪不能直接检测，需要降温除湿除尘后才能检测,目标气体经过预处理后，符合气体分析仪所需的干净气体，能大程度保证气体检测分析的准确度，能有效延长气体传感器的使用寿命，提高传感器的可靠性。

  A、气体预处理系统组成：

  1、恒温冷凝除水装置：保证气体能高效的冷凝除水

  2、三级过滤隔离装置：除油、除尘、干燥

  3、时时自动排水装置：保证冷凝水及时排走

  4、气体取样装置

  5、气体检测装置

  8、数据存储与分析系统、数据远程传输系统（RS485/4-20mA）

  B、气体预处理系统的技术参数：

  1、冷凝器预冷：冷凝器接通电源后，预冷时间3分钟左右；

  2、气体制冷量：在环境50℃时，为280KJ/H；

  3、环境温度：2℃～40℃出口，气体露点温度在1℃～5℃环境温度设定超50℃时，出口气体露点温度将成比例浮动上升环境温度上升至100℃时，连续使用也不会损坏，当环境温度恢复到50℃以下，又能恢复气性能。

  4、冷却方式：冷媒器

  5、气体流量：1～3L/min

  6、气 密 性：0.1Mpa气体压强15分钟后下降值不超过2%

  7、制冷温度：4℃，可调整范围为1℃～99℃

  8、外形尺寸：750*450*200mm