Gás de forno: do "subproduto" do ferro refinado a uma valiosa fonte de energia

Como o principal processo de refinação de ferro moderno, a produção de ferro bruto representa mais de 95% da produção total mundial. O processo utiliza minério de ferro, calcário e coque como matéria-prima, em uma certa proporção em camadas no forno alto; Ao mesmo tempo, o ar rico em oxigênio aquecido pelo forno de ar quente entra no forno da entrada de ar. No forno, a matéria-prima passa por uma série de reações químicas complexas: a queima do coque com o ar quente na área de ventilação gera CO2, o CO2 reage com o coque quente durante a ascensão para gerar CO, enquanto o CO reduz gradualmente o minério de ferro em ferro metálico e, finalmente, forma água de ferro. Ao mesmo tempo, a reação acompanhante gera uma grande quantidade de gás do forno alto, que é eliminado do topo do forno.

Monitoramento em tempo real: otimização do processo com "olhos" seguros

O monitoramento em tempo real da composição de gás do forno é projetado para otimizar o processo de fundição e a eficiência energética, prevenir riscos inflamáveis e explosivos e garantir que as emissões poluentes sejam cumpridas.

3. Tecnologia de cromatografia de gás "força sem coração"

Atualmente, a análise de gás no topo do forno é comumente usada pela tecnologia de análise cromatográfica de gás on-line, cujo princípio de trabalho é usar colunas cromatográficas para a separação de gás e, em seguida, usar o detector de condução térmica TCD para a análise de componentes.

No entanto, os analisadores de cromatografia de gás on-line ainda apresentam algumas limitações em aplicações práticas, como ciclos de análise longos, operações complexas e custos de manutenção elevados.

Análise de “atraso temporal”

Embora uma única análise seja rápida, desde a amostragem, a transferência de amostras, o pré-tratamento até a conclusão da análise, todo o processo tem um certo tempo de atraso (geralmente alguns minutos), o monitoramento em tempo real de segundo não é possível e a resposta às flutuações repentinas dos componentes é mais lenta.

(2) Operação complexa, limiar técnico alto

O sistema de análise on-line requer manutenção de operadores profissionais, incluindo envelhecimento da coluna cromatográfica, gerenciamento de gás transportador, calibração regular, etc., o limiar técnico é alto e exige um certo conhecimento especializado e experiência.

(3) Grande carga de trabalho de manutenção, alto custo

A cromatografia requer transporte de amostras a longas distâncias, sistemas de pré-tratamento complexos e uma grande quantidade de manutenção em campo de vários materiais consumíveis (transportadores de gás, colunas cromatográficas, etc.). A vida útil da coluna cromatográfica (consumível principal) é geralmente de 6 a 12 meses (afetados pela poluição da amostra), e o custo de substituição é de cerca de 10 a 30 mil yuans / raiz; Os detectores precisam ser limpos regularmente, os cilindros de gás precisam ser substituídos frequentemente e os custos de manutenção a longo prazo são altos.

4. A descoberta da tecnologia de espectroscopia de Raman a laser

A tecnologia espectral de Raman a laser (LRD) é uma técnica de análise espectral de gases baseada na dispersão de Raman de gases. O laser de comprimento de onda específico é emitido usando um laser de alta qualidade de feixe, que é focado na câmara de gás através de uma lente de desvanecimento, onde o laser e as moléculas de gás colidem entre si na posição de foco para produzir uma dispersão de Raman. Os diferentes gases correspondem a diferentes comprimentos de onda de luz dispersa de Raman (chamados picos característicos de Raman de gases). A intensidade do pico de Raman é proporcional ao valor da concentração do gás, e a análise espectral da posição e intensidade do pico característico de Raman do gás permite medições simultâneas de vários componentes. Além disso, como o tempo de excitação e coleta do espectro de dispersão de Raman é muito curto, tem um tempo de resposta mais rápido em comparação com a cromatografia.

As três principais vantagens da cromatografia de gás com base no princípio LRD:

1) Velocidade de resposta:Medição quase em tempo real, tempo de resposta em torno de 10s.

(2) Configuração simples e fácil de operar:Composto de pré-processamento, sonda, mecanismo principal do analisador, operação inteligente.

(3) Pequena carga de trabalho de manutenção:Não são necessários materiais consumíveis como colunas cromatográficas, portadores de gás e a manutenção no local é quase zero.

Série LRGA de instrumentos quadrados: inovação autónoma doméstica

Para resolver o problema de monitoramento do sistema de análise de gás no topo do forno de alta temperatura, alta pressão, poeira, umidade e outras condições de trabalho difíceis, difícil operação estável a longo prazo, o Quadrant Instruments desenvolveu um sistema de análise on-line baseado na tecnologia de espectro Raman a laser, combinando o pré-tratamento eficiente para alcançar o monitoramento contínuo em tempo real do gás de exportação do removedor de poeira, ajudando os técnicos a dominar com precisão a condição do forno, otimizando o processo de reação, obtendo melhores indicadores técnicos e econômicos, fornecendo orientação confiável para a produção do forno de alta temperatura.

Desde 2012, a Quadrant Instruments tem confiado em sua empresa-mãe (Quadrant Optoelectronics Co., Ltd.) plataforma tecnológica de sensor de gás principal, liderando o desenvolvimento de equipamentos científicos importantes do país para o projeto especial "Pesquisa e desenvolvimento e aplicação de instrumentos de análise espectral de gás Raman laser". Para os problemas técnicos da indústria, como a característica do sinal fraco da espectrometria de Raman a laser, os instrumentos quadratêntricos cultivaram profundamente por mais de uma década, continuando a investigar a tecnologia de análise de gás espectral de Raman a laser, e finalmente desenvolvendo com sucesso produtos comercializados com propriedade intelectual autônoma - a série LRGA de analisadores de gás espectral de Raman a laser, complementando a lacuna técnica nas áreas relevantes domésticas. Ao mesmo tempo, com uma profunda base técnica e desempenho do produto, os instrumentos quadratêntricos estão surgindo na indústria e estão envolvidos ativamente na elaboração de padrões da indústria para promover a atualização da indústria.