1. 鋼鐵冶金過程中煙氣在線監(jiān)測的必要性

1.1 有利于資源再利用，降低企業(yè)成本

一般來說，每生產(chǎn)1t粗鋼約需2.1×107kJ的能量，約能產(chǎn)生4.2×106kJ的高爐煤氣、4.2×106kJ的焦?fàn)t煤氣及1.0×104kJ的轉(zhuǎn)爐煤氣，副產(chǎn)煤氣約占鋼鐵企業(yè)能源總收入的30%-40%。因此，實現(xiàn)副產(chǎn)煤氣的回收再利用可以極大地降低鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)的成本，實現(xiàn)資源的有效利用。而煤氣是否有回收的價值，取決于煤氣中CO等能源氣體的濃度，CO和O2在線監(jiān)測系統(tǒng)是測量氣體濃度的關(guān)鍵。

1.2 保證生產(chǎn)行為的安全性

高爐和焦?fàn)t煤氣中的CO濃度較高，它在空氣中的混合爆炸極限為12.5%～74%，只要濃度達(dá)到爆炸極限，遇到明火極容易發(fā)生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均與其濃度相關(guān)，因此必須采用*的技術(shù)對煤氣中的CO和O2進(jìn)行實時監(jiān)測。

1.3 環(huán)境保護(hù)的需要

目前我國現(xiàn)有20余家年產(chǎn)鋼量400-2000萬噸的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，其中相當(dāng)一部分企業(yè)高爐煤氣排放量為10-30萬m3/H。按照這樣的排放量來推理可知冶金企業(yè)可以嚴(yán)重影響周圍數(shù)公里的空氣質(zhì)量，造成大氣污染。嚴(yán)重的空氣污染不僅危害著周圍居民的身體健康，同時惡化了生態(tài)環(huán)境。總之冶金企業(yè)周邊環(huán)境的質(zhì)量的優(yōu)劣與其排放的CO的濃度關(guān)系密切。　

2. 鋼鐵冶金行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案

根據(jù)鋼鐵冶金的過程以及實際監(jiān)測需要，安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)由3個部分組成，分別為轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測、高爐煤氣監(jiān)測和焦?fàn)t煤氣監(jiān)測。

2.1 轉(zhuǎn)爐煤氣監(jiān)測

如圖2可見，在回收側(cè)盅形閥/分散側(cè)盅形閥前布設(shè)煙氣在線分析儀，只有當(dāng)通過CO在線監(jiān)測系統(tǒng)測得轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO濃度在30%以上時，才打開氣體切換站的回收側(cè)盅形閥進(jìn)入煤氣柜儲存，否則通過分散側(cè)盅形閥通過放散塔點火燃燒。在煤氣柜前布設(shè)煙氣在線分析儀，只有在線監(jiān)測系統(tǒng)測分析保證煤氣柜內(nèi)O2含量不會超標(biāo)（控制在1%以下）才允許焦煤煤氣進(jìn)入煤氣柜，否則啟動停止回收，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

               圖1 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中監(jiān)測點的布設(shè)

2.2 高爐煤氣監(jiān)測

如圖3所示，根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，高爐煤氣監(jiān)測系統(tǒng)點位布設(shè)分為以下幾個部分：

（1）監(jiān)測點1：高爐煤氣分析，CO和CO2，控制高爐爐況和回收能源氣；

（2）監(jiān)測點2：分析熱風(fēng)爐煙氣中O2，監(jiān)控?zé)犸L(fēng)爐燃燒狀態(tài)和優(yōu)化燃燒效率；

（3）監(jiān)測點3、4：分別為磨機(jī)入口和布袋出口，監(jiān)測O2是否超限，起安全檢測和控制作用；

（4）監(jiān)測點5：監(jiān)控煤粉倉內(nèi)CO是否超限，避免煤粉倉內(nèi)煤粉自燃。

                       圖2 高爐系統(tǒng)中監(jiān)測點的布設(shè)

2.3 焦?fàn)t煤氣監(jiān)測

如圖4所示，根據(jù)工藝生產(chǎn)和安全要求，焦?fàn)t煤氣監(jiān)測系統(tǒng)點位布設(shè)位于電捕捉器中，分析控制電捕焦油器中的O2，防止煤氣與O2混合達(dá)到一定比例爆炸。

                        圖4 焦?fàn)t系統(tǒng)中監(jiān)測點的布設(shè)

    最后關(guān)于CO,O2傳感器探頭的選擇，可以推薦適用我們Apollo公司推出的英國Alphasense一氧化碳傳感器 CO-AF以及氧氣傳感器O2-A2常規(guī)型號。專業(yè)用于工業(yè)化工等行業(yè)的氣體檢測和分析。具有高分辨率，高靈敏度，快速響應(yīng),性價比高等特點。同時CO傳感器量程選擇豐富，尺寸多樣，可方便提供便攜式或固定式檢測。

                     
                       O2-A2                                                                              CO-AF

一氧化碳傳感器CO-AF主要性能參數(shù)如下：

測試范圍：0-5000ppm

靈敏度：55-90nA/ppm

高分辨率：0.5ppm

T90響應(yīng)時間：<25s

工作環(huán)境：-30~50℃,10~90%RH

氧氣傳感器O2-A2主要性能參數(shù)如下：

測試范圍：0-30%

靈敏度：80-120uA（20.9%O2）

高分辨率：0.1%

T90響應(yīng)時間：<15s

工作環(huán)境：-30~50℃,10~90%RH