浅述在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用

杨广要

摘 要 本文首先对在线激光气体分析仪的装置结构和工艺流程进行了阐述;其后，分析了在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用原理;最后，基于既往工作经验，对在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用要点与故障处理方法进行了研究。

关键词 在线激光气体分析仪;一氧化碳;气体样本

引言

干熄焦工艺是以惰性气体为基础，对红焦进行冷却降温处理的熄焦技术。在干熄炉循环使用中，惰性气体会产生一氧化碳、二氧化碳、氮气、甲烷等成分，进而形成一定的爆炸隐患。因此，为了保证干熄焦工艺系统的运行安全，有必要对在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用进行讨论。

1 在线激光气体分析仪的装置结构与工艺流程

1.1 装置结构

在干熄焦循环气体的检测应用中，在线激光气体分析仪主要由样本采集系统与气体分析系统两个部分构成，并与能源供给、气体排放等配套设施相接。其中，样本采集系统可细化分为水冷器、水洗器、制冷器、过滤器、引射器、排凝器等多个装置环节，其作用于干熄焦循环气体的采集，并对采集到的气体样本进行降温、除尘、除水、干燥等处理，为气体分析系统的运行提供合格条件;气体分析系统是一个仪器系统，主要包含干熄焦循环气体中二氧化碳、一氧化碳等气体成分的分析仪设备，以及控制分析参数的玻璃管流量计。该系统既是在线激光气体分析仪的运行核心，也是干熄焦循环气体检测数据的产出者[1]。

1.2 工艺流程

在线激光气体分析仪在进行干熄焦循环气体检测时，主要经过循环气体激光采集、气体样本水洗、气体样本水冷、气体样本干燥、气体样本过滤等多个环节，最终将合格样本送至分析仪设备处，完成一氧化碳、二氧化碳的含量分析。同时，在这一工艺流程当中，为了保证最终检测结果的精确性，需要对各环节的处理参数进行严格控制：①压缩空气应高于0.3MPa;②蒸汽压力应高于0.4MPa;③水冷压力应高于0.3MPa;④分析仪入口处的样本进气量应处在2L/min至3L/min的标准区间内。

2 在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用原理

激光气体分析仪的红外光源发出激光束，并通过两个不同的滤光片形成不同的被测组分。其中，一组红外线与滤光片作为参照项，产出一组不会被气体样本影响的特殊波长光信号，并到达另一端的激光检测器。而另一组红外线则直接经过滤光片穿透被测气体样本，形成又一路径单一、波长特定的光信号，并到达激光检测器。同时，在分析过程中，两组激光的产生于吸收是持续进行，故而会形成大量的参考数据。基于此，激光检测器通过不断检测两组光信号的具体差值，便能得出一氧化碳、二氧化碳在干熄焦循环气体样本整体结构中的百分比含量。

3 在线激光气体分析仪在干熄焦循环气体检测中的应用要点

3.1 在线激光气体分析仪的实践经验

在干熄焦循环气体的检测应用中，在线激光气体分析仪主要集中在生产现场的分析柜当中，通过红外线进行气体样本的成分分析，并将结果数据输出为4mA至20mA的電流信号，以此实现远程干熄焦控制系统的模块驱动，最终完成循环气体质量的动态显示、及时报警以及连锁控制。从既往经验来看，在应用在线激光气体分析仪时，应注重以下几点问题：

第一，做好蒸汽、压缩空气、水等资源的供给设备、供给管道检查，以此保证循环气体样本处理的持续性与稳定性;第二，定期清洗过滤器的滤网构件，以确保水流的长期畅通;第三，严格执行引射器装置的性能检查，并定期进行引射器收缩管、扩散管、混合管等气道的吹扫工作，从动力源头上保证在线激光气体分析仪的进气量保准;第四，必须将干熄焦循环气体样本的干燥程度控制在较低水平，以免出现“零点漂移现象”，导致在线激光气体分析仪形成较大数据误差。

3.2 在线激光气体分析仪的故障处理

（1）气体样本湿度报警故障的应对处理

在分析仪前端的采样系统运行时，若过滤式报警器的滤纸过湿，滤纸两端的金属触点便会建立连接，进而触发相关指示灯，提醒湿度报警故障的发生。这一故障主要为干熄焦循环气体的水分含量过高所致，结合既往经验来看，主要原因有以下两个方面：

第一，采样系统储水槽内的集水量过大，进而降低系统自动排水的有效性。此时，循环气体样本中的水分很可能无法在汽水分离中完全去除，或在抽气泵的作用下重新吸入过多水分。对于这一故障问题，相关人员可通过调整采样系统排水间隔的方式，提升单位时间内自动排水的频率，从而将储水槽内的集水量控制在较低水平，以免对后续检测分析环节产生影响;第二，冷凝器发生损坏，无法完成干熄焦循环气体的汽水分离。对此，相关人员应对冷凝器当前的温度参数进行检查，若显示温度低于2℃或高于5℃，则说明冷凝器已失去效力，应及时进行更换处理[2]。

除此之外，在发现湿度报警故障时，相关人员必须做到及时处理，以免不合格的气体样本进入到在线激光气体分析仪内部，导致仪器气室内环境受到水分污染，对分析仪的检测精度产生严重影响。

（2）在线激光气体分析仪一氧化碳负值故障的应对处理

在应用在线激光气体分析仪检测干熄焦循环气体时，可能会出现仪表标定正常而一氧化碳呈现负值的故障情况。通常来讲，这一情况主要是气体样本中含水量较高导致。此时，气体中的水分含量虽未达到报警水平，但会导致其体内一氧化碳的含量过低，进而对分析仪的激光检测机能产生影响。在故障处理中，相关人员应首先考虑前端采集预处理系统是否存在堵塞问题，并应用干燥氮气进行吹扫清理。其后，应对旋风制冷器的温度参数进行检查，并调整至0℃至10℃的标准区间内。最后，还需对在线激光气体分析仪本身的激光探头进行检查，查看其是否存在积尘过多、表面结晶等情况，并经由清水清洗、压缩空气吹干等步骤进行手动清理。

4 结束语

综上所述，在线激光气体分析仪主要基于气体对红外线激光的穿透吸收作用，完成一氧化碳、二氧化碳成分的含量检测。在实际的应用过程中，为了保证干熄焦循环气体的检测精度，必须要做好前端采集系统、激光探头等部位的检修保养，以免出现气体样本含水量过高的情况，对检测精度形成一定的故障影响。

参考文献

[1] 钱耀红，谢春跃，陈天依.激光气体分析系统在煤气回收中的应用研究[J].化工管理，2019，（25）：46-47.

[2] 杨坤松.浅谈在线激光分析仪在催化再生烟气的应用[J].云南化工，2018，45（5）：31-32.