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焦炉废气分析现状及对策 尚文彬 焦炉废气分析的目的，是评价回炉煤气的利用效率和提高加热管理水平，其 重要件不言而喻。下面针对目前废气分析工作存在的一些问题提出几点建议，供 焦炉热工人员参考。一、废气取样 1、取样时间 在焦炉加热各项参数相同情况下，由于大气温度、气压的波动及焦炉加热换 向引起的温度、浮力变化，在同一地点取样时，不同时间的空气过剩系数，存在“两大两小”现象，即大气温度低、气压高时，空气过剩系数大，大气温度高、气压低时，空气过剩系数小；焦炉加热交换初期，空气过剩系数大，加热交换末 期，空气过剩系数小。所以要准确反映焦炉加热系统的状况，就必须掌握废气取 样时间不同引起空气过剩系数差异的规律。一般规定使用焦炉煤气加热时立火道 的空气过剩系数应保持在，实际上空气过剩系数只要保证不低于就不影响加热 煤气的燃烧。为此，在废气取样时要做到以下两点。1、取样时间选在一天内气 温较高（并不一定最高）的时间，尽量避免天气剧烈变化时取样。2、在焦炉加热 交换周期内，选择空气过剩系数较小且变化平稳时取样，一般选在交换后 15 25 分钟，或者将所有取样分析的结果校正为交换周期”内某一特定时间（比如交 换前 5 分钟）的值，以便对加热系统的空气过剩系数做出准确判定。2、选择取样及取样数量 目前的废气取样包括两部分，一部分是一日一次的标准燃烧室立火道取样，另一部分是与标准燃烧室对应的废气盘和两月一次的全炉废气盘取样，这无论在 废气取样数量上还是对调火工作的指导性上都存在较大欠缺。对于焦炉加热而言，主要是控制立火道的空气过剩系数，保证焦炉正常合理的加热。以 58 型焦炉为 例，现在立火道废气取样数量为每座焦炉每月 12 个（标准燃烧室号）仅占总立火 道数的。，以燃烧室来计算，也只占总数的（因加热换向一个燃烧室按两个计）,且取样的燃烧室及立火道不变，立火道的废气取样在数量上明显不够。废气盘废 气取样分析结果只能作为燃烧室空气过剩系数的参考值对于指导调节的意义不是很大。要提高焦炉废气取样的科学合理性，适应现代焦炉调火工作的需要，应 根据目前的分析手段和人员情况，建立调火工指导下的选择取样同全炉取样分析 结合的办法，在总体取样数量不变或略有增加的情况下，提高废气取样的科学合 理性和废气分析的准确性。即除了废气盘取样一年一次，全炉和标准燃烧室立火 道一月一取样外，其它废气盘及立火道取样分析均应在调火工计划指导下进行。对个别号在短时间内可能连续取样分析，以达到精调的目的。二、分析仪器 岗位操作法对废气分析工作的要求是：每个组份的分析结果在 5%以下 时，允许误差为，在 5%以上时，允许误差为。由于废气分析工作的人员、仪器及分析工作管理上存在许多问题，实际取样分析的误差远远超标。表一是 4#炉废气盘同一废气样在现有的两种分析仪器上进行分析的对照值。在表中左侧 数据为燃烧效率测定仪分析结果，右侧数据为奥式分析仪分析结果。从分析数据 对照后的理论分析看，两种分析仪器的分析数据误差都较大，大约为%，个 别数据甚至更大一些。如果用这些数据指导调火工作，难以达到精调要求。燃烧效率测定仪和奥式分析仪对照分析结果 表 、取样点 分析项目 机13#机23#机33#焦41#焦51#焦61#CO2、02 a 在焦化行业中废气分析仪器正逐步更新换代，为了达到工：艺要求，我厂也 应引进和推广使用气相色谱仪、氧化铬测氧仪等快速准确的自动分析仪器。三、废气分析计算 1、空气过剩系数的计算 在焦炉加热控制中，为了保证煤气完全燃烧，供给的空气量必须多于理论需 求量，两者之比叫做空气过剩系数。空气过剩系数用下式来表示：实际空气量（L 实）实际工作中，空气过剩系数由废气取样分析结果计算获得，计算公式为:oc=理论空气量（L 理）言而喻下面针对目前废气分析工作存在的一些问题提出几点建议供焦炉热工人员参考一废气取样取样时间在焦炉加热各项参数相同情况下由于大气温度气压的波动及焦炉加热换向引起的温度浮力变化在同一地点取样时不同时间的空热交换初期空气过剩系数大加热交换末期空气过剩系数小所以要准确反映焦炉加热系统的状况就必须掌握废气取样时间不同引起空气过剩系数差异的规律一规定使用焦炉煤气加热时立火道的空气过剩系数应保持在实际上空气过剩系一定最高的时间尽量避免天气剧烈变化时取样在焦炉加热交换周期内选择空气过剩系数较小且变化平稳时取样一选在交换后分钟或者将所有取样分析的结果校正为交换周期内某一特定时间比如交换前分钟的值以便对加热系统的空气 V 理 CO2 V理CO2、V理O2 一一 1标米3煤气完全燃烧时，按理论计算生成的 CO2和所 需O 2的体积，m3;VO2、VCO、VCO2 废气中O2、CO、CO2的体积含量。当煤气完全燃烧时:V02 片1+Kco厂 对于已知组成和含量的煤气，K为一个常数。这样只需测定废气中的 O2和CO2 体积含景就可计算出空气过剩系数。2、K值的使用 对我厂焦炉加热所用焦炉煤气和发生炉煤气分析数据进行统计计算，发现两 种不同的加热煤气在计算空气过剩系数时，K值的用法不同。以下表中热值单位 为：MJ/Nm3。加热用煤气取样分析结果 表二 日期 CO2 CmHn O2 CO CH4 H2 N2 热值 K 9月26日 10月15日 10月28日 9月26日 10月15日 56 10月28日 平均 96年411月份加热用发生炉煤气组份平均含量 表三 日期 CO H2 CH4 O2 CO2 N2 热值 K 4月 5月 6月 10月 11月 平均 加热用发生炉煤气取样分析 表四a 1+K VC0 2 Vco 式中:V理O2 言而喻下面针对目前废气分析工作存在的一些问题提出几点建议供焦炉热工人员参考一废气取样取样时间在焦炉加热各项参数相同情况下由于大气温度气压的波动及焦炉加热换向引起的温度浮力变化在同一地点取样时不同时间的空热交换初期空气过剩系数大加热交换末期空气过剩系数小所以要准确反映焦炉加热系统的状况就必须掌握废气取样时间不同引起空气过剩系数差异的规律一规定使用焦炉煤气加热时立火道的空气过剩系数应保持在实际上空气过剩系一定最高的时间尽量避免天气剧烈变化时取样在焦炉加热交换周期内选择空气过剩系数较小且变化平稳时取样一选在交换后分钟或者将所有取样分析的结果校正为交换周期内某一特定时间比如交换前分钟的值以便对加热系统的空气日期 时间 C0 H2 CH4 02 C02 N2 热值 K 10月28日 0:00 10:00 14:00 10月28日 0:00 10:00 14:00 10月28日 0:00 10:00 14:00 10月28日 0:00 10:00 14:00 平均 从以上表中可以看出：用焦炉煤气加热时，K值在煤气组分含量波动时变化 不大，K可视为一衡定常数，空气过剩系数的最大计算误差在 1%左右，可以满 足工艺要求。对于发生炉煤气而言，各月份煤气平均组成计算的 K值变化不大，但从每日的取样分析来看，K值的变化较大，这主要与发生炉煤气生产的工艺特 点及生产的操作控制有关。所以用发生炉煤气加热时，废气取样和发生炉煤气取 样应同时进行，然后根据发生炉煤气的 K值和废气取样分析的结果计算空气过 剩系数，保证计算结果的准确性。3、废气分析计算方法改进。对于每一种已知组成和体积含量的加热煤气，完全燃烧时的空气过剩系数和 废气中的CO2和02体积含量都是一一对应关系，即废气中的每一个CO2含量或 者02含量对应唯一的空气过剩系数。在焦炉煤气组成含量及 K值变化不大时，可以认为存在这种关系，这样我们在废气分析时，就可以分析废气中的 C02和 02其中的一种成份含量，以提高分析工作的效率。我们使用表二中焦炉煤气的平均组成，进行理论计算，得出不同空气过剩系 数下废气中的C02和02体积含量（见表五）。根据表五我们可以选择现有分析仪 器分析精度较高的一种成分，来测定加热的空气过剩系数。例如当空气过剩系数 小于时，废气中氧含量分析误差小于 5%，空气过剩系数的结果误差就小于;当空气过剩系数为，即氧含量在时，如氧含量的分析误差小于 2%，空 气过剩系数的结果误差就小于2%,完全可以满足焦炉加热调节的工艺要求。总之，高速度、高精度是废气分析工作的发展方向，同时也是炼焦生产节能 言而喻下面针对目前废气分析工作存在的一些问题提出几点建议供焦炉热工人员参考一废气取样取样时间在焦炉加热各项参数相同情况下由于大气温度气压的波动及焦炉加热换向引起的温度浮力变化在同一地点取样时不同时间的空热交换初期空气过剩系数大加热交换末期空气过剩系数小所以要准确反映焦炉加热系统的状况就必须掌握废气取样时间不同引起空气过剩系数差异的规律一规定使用焦炉煤气加热时立火道的空气过剩系数应保持在实际上空气过剩系一定最高的时间尽量避免天气剧烈变化时取样在焦炉加热交换周期内选择空气过剩系数较小且变化平稳时取样一选在交换后分钟或者将所有取样分析的结果校正为交换周期内某一特定时间比如交换前分钟的值以便对加热系统的空气降耗的必经之路。废气中的CO2和02体积含量与空气过剩系数对照表 表五 a C02 02 a C02 02 a C02 02 言而喻下面针对目前废气分析工作存在的一些问题提出几点建议供焦炉热工人员参考一废气取样取样时间在焦炉加热各项参数相同情况下由于大气温度气压的波动及焦炉加热换向引起的温度浮力变化在同一地点取样时不同时间的空热交换初期空气过剩系数大加热交换末期空气过剩系数小所以要准确反映焦炉加热系统的状况就必须掌握废气取样时间不同引起空气过剩系数差异的规律一规定使用焦炉煤气加热时立火道的空气过剩系数应保持在实际上空气过剩系一定最高的时间尽量避免天气剧烈变化时取样在焦炉加热交换周期内选择空气过剩系数较小且变化平稳时取样一选在交换后分钟或者将所有取样分析的结果校正为交换周期内某一特定时间比如交换前分钟的值以便对加热系统的空气