Antecedentes do Projeto

Antecedentes de cooperação

No contexto da China para promover o uso limpo e eficiente do carvão e a transformação da otimização da estrutura energética, o óleo sintético à base de carvão como um caminho importante para a conversão do carvão, o monitoramento refinado do processo de produção e a melhoria da eficiência energética se tornaram o foco da indústria. Como uma grande província produtora de carvão, Shanxi baseia-se na vantagem dos recursos para planejar ativamente a indústria química do carvão e se esforça para promover a melhoria da qualidade e eficiência dos projetos modernos de indústria química do carvão, como o petróleo de carvão. Especialmente para os dispositivos de óleo sintético que usam a tecnologia de gasificação do forno Ruch, o monitoramento preciso em tempo real da composição do gás de exportação está diretamente relacionado com a eficiência da gasificação, a taxa de produção de óleo sintético e o funcionamento seguro e estável do dispositivo.

O gás de síntese bruto gerado durante o processo de gasificação do forno Ruch tem características de alta temperatura, alta pressão, alta alcatrão, alta poeira e alta umidade, especialmente o conteúdo de alcatrão é significativamente maior do que outras tecnologias de gasificação, representando um desafio sério para o sistema de análise de gás on-line. Os equipamentos de análise tradicionais enfrentam engarrafamentos técnicos como congestionamento de tubos de amostragem, poluição de sensores e interferência no princípio de medição, o que resulta em atrasos de dados de monitoramento, precisão insuficiente e até afeta a continuidade de produção devido a falhas frequentes do equipamento. Portanto, quebrar as barreiras técnicas para o monitoramento on-line de gás em condições de trabalho difíceis e alcançar a análise em tempo real, precisa e contínua da composição de gás sintético tornou-se um link chave para melhorar o nível operacional de instalações de óleo sintético à base de carvão, garantir a produção segura e reduzir o consumo de energia.

Apresentação do Projeto

O usuário do projeto é uma grande empresa química de carvão estatal em Shanxi, cujos produtos principais incluem óleo de carvão, uréia e amônia líquida. Sua unidade de gasificação do forno de Ruch usa o carvão triturado como matéria-prima para gerar um gás de síntese bruto rico em monóxido de carbono e hidrogênio através da gasificação a vapor e oxigênio, como matéria-prima essencial para a síntese de petróleo posterior do Feto. O dispositivo está em funcionamento há mais de uma década, limitado a altas condições de trabalho de alquitrame, alta temperatura e alta pressão, e tem sido incapaz de estabelecer um sistema de análise de gás on-line eficaz, dependendo principalmente de amostragem manual e análise off-line, os dados são seriamente atrasados e não podem orientar o ajuste do processo em tempo real.

Os usuários anteriores experimentaram várias soluções de fabricantes de equipamentos de análise, mas não conseguiram operar de forma estável a longo prazo devido à incapacidade de se adaptar às condições de trabalho no local. Para resolver os problemas acima mencionados, os usuários iniciaram o projeto de atualização do sistema de monitoramento de gás de processo, após várias pesquisas e comparações tecnológicas, e finalmente selecionaram o programa de análise espectral Raman a laser in situ do instrumento quadrato. Vale ressaltar que o LRGA-3200EX, lançado com sucesso neste projeto, é o primeiro conjunto de analisadores de gás espectroscópicos Raman laser in situ da indústria química do carvão da China, após a instalação da exportação do forno de Ruchi, realizou o monitoramento on-line contínuo, automático e sincrónico de vários componentes de gás de gás sintético, marcando um avanço importante nos instrumentos de análise de gás domésticos na aplicação de condições químicas complexas da indústria do carvão.

Protótipo de produto

Analisador de gás espectral Raman laser in situ LRGA-3200EX

Parâmetros principais

Implementação do Projeto

Programas técnicos

Os analisadores de gás espectroscópicos Raman a laser in situ fornecidos pela nossa empresa para este projeto foram projetados para condições de trabalho complexas, como altas temperaturas, alta pressão e alta alcatrão, para medir com precisão vários componentes do gás sintético sem a interferência da umidade no gás de fundo. Sua principal vantagem é a robusta escalabilidade que suporta configurações flexíveis de "um arraste e mais". Um único host de análise pode conectar várias sondas Raman frontais simultaneamente para permitir o monitoramento sincronizado distribuído de vários pontos críticos do processo de produção, proporcionando uma base técnica sólida para o futuro monitoramento de gás abrangente de toda a instalação e todo o processo. Este projeto configura o modo "um arraste dois" de acordo com as necessidades do usuário.

O sistema é composto por quatro partes da unidade de amostragem, unidade de pré-tratamento, unidade de controle e unidade de análise, completando automaticamente a amostragem de tubos e outras operações, alcançando 24 horas sem vigilância, ao mesmo tempo em que reduz significativamente a carga humana, garante a estabilidade, a precisão e a operação contínua do sistema a longo prazo.

Usado com sucesso na indústria química do carvão como um analisador de gás espectroscópico a laser Raman in situ, o sistema de medição in situ permite a análise contínua, on-line e sem danos de vários componentes de gás. Ao colocar a sonda Raman na frente, o instrumento não precisa entrar em contato direto com a amostra de gás, o que não só reduz a carga de trabalho de manutenção do dispositivo de amostragem e do instrumento de análise, mas também melhora significativamente a velocidade de resposta. Para resolver o problema do alto teor de alquitrão de gás sintético e da fácil condensação, a unidade de amostragem da sonda adota um design inovador combinado com refrigeração à água e limpeza a vapor para evitar eficazmente a adesão do alquitrão e o bloqueio da tubulação. A unidade de pré-tratamento é equipada com um dispositivo de regulação de pressão de filtragem e redução de pressão em vários estágios, mantendo a composição original do gás da amostra, eliminando eficientemente a poeira, a água líquida e os cristales de sal de amônio para garantir que o gás que entra no analisador seja limpo e estável.

As condições de trabalho no local do projeto exigem que o sistema de monitoramento funcione de forma estável a altas temperaturas de 200 ° C e pressões elevadas de 4 MPa, exigindo medições precisas de componentes-chave, incluindo H2, O2, CO, CO2, CH4, H2S e N2. Em comparação com a cromatografia de gás tradicional, o analisador Raman a laser não precisa de carga de gás e calibração frequente, a velocidade de resposta é rápida (T90≤10 segundos), é capaz de capturar flutuações do processo em tempo real, fornecendo suporte de dados instantâneos para o ajuste da proporção de vapor de oxigênio do forno gasificado e a regulação do reator de síntese Feto. A aplicação bem sucedida deste programa foi pioneira na aplicação de engenharia da tecnologia Raman laser in situ doméstica na indústria química do carvão, proporcionando à indústria um caminho de monitoramento doméstico reprodutível.

Valor do programa

A implementação deste programa tecnológico permite que os processos de óleo sintético à base de carvão sejam gerenciados e ajustados de forma mais eficaz, permitindo assim o controle de segurança e a eficiência econômica.

Em termos de monitoramento de segurança, através do monitoramento em tempo real da concentração de O2, é possível detectar o risco de oxigênio rico no forno de gasificação e prevenir acidentes de segurança; O monitoramento contínuo de gases perigosos, como o H2S, garante a segurança ambiental e pessoal.

Na otimização do processo e melhoria da eficiência, através do monitoramento em tempo real das mudanças de concentração de componentes chave como H2, CO, CO2 e CH4, os operadores podem ajustar a proporção de gás de matéria prima do forno de gasificação, controlar a temperatura de reação e otimizar as condições de síntese do feto, aumentando assim a taxa de conversão de carbono e a taxa de rendimento do petróleo. De acordo com o feedback dos usuários, o consumo de carvão bruto diminuiu significativamente após a colocação em funcionamento do sistema, o tempo médio de funcionamento do equipamento foi de mais de 30 dias e os custos operacionais de manutenção diminuíram significativamente.

A implementação bem-sucedida deste projeto não só resolveu o problema da indústria de monitoramento on-line de gás em condições de trabalho adversas, mas também como um sistema de análise Raman a laser in situ implementado com sucesso na indústria química do carvão, que é um marco para promover a atualização tecnológica da indústria e o processo de substituição doméstica.

Local do Projeto