Bối cảnh dự án

Bối cảnh hợp tác

Trong bối cảnh Trung Quốc thúc đẩy việc sử dụng than sạch và hiệu quả và chuyển đổi tối ưu hóa cấu trúc năng lượng, dầu tổng hợp dựa trên than là một con đường quan trọng để chuyển đổi than, giám sát tinh tế quá trình sản xuất và nâng cao hiệu quả năng lượng đã trở thành trọng tâm của ngành. Sơn Tây là tỉnh sản xuất than lớn, dựa vào ưu thế tài nguyên tích cực bố trí ngành công nghiệp hóa chất than, ra sức thúc đẩy nâng cao chất lượng và hiệu quả của các dự án hóa chất than hiện đại như sản xuất than đá. Đặc biệt đối với các nhà máy dầu tổng hợp sử dụng công nghệ khí hóa lò Lucchi, việc giám sát chính xác thời gian thực các thành phần khí đầu ra liên quan trực tiếp đến hiệu quả khí hóa, tỷ lệ thu dầu tổng hợp và hoạt động an toàn và ổn định của nhà máy.

Khí tổng hợp thô được tạo ra trong quá trình khí hóa lò Rutchi có nhiệt độ cao, áp suất cao, hắc ín cao, bụi cao, độ ẩm cao và các đặc điểm khác, đặc biệt là hàm lượng hắc ín cao hơn đáng kể so với các công nghệ khí hóa khác, đặt ra một thách thức nghiêm trọng đối với hệ thống phân tích khí trực tuyến. Các thiết bị phân tích truyền thống phải đối mặt với tắc nghẽn kỹ thuật như tắc đường lấy mẫu, ô nhiễm cảm biến và nhiễu nguyên tắc đo lường, dẫn đến độ trễ dữ liệu giám sát, độ chính xác không đầy đủ và thậm chí ảnh hưởng đến tính liên tục sản xuất do lỗi thiết bị thường xuyên. Do đó, việc phá vỡ các rào cản kỹ thuật để giám sát khí trực tuyến trong điều kiện làm việc khắc nghiệt và nhận ra phân tích thời gian thực, chính xác và liên tục của các thành phần khí tổng hợp đã trở thành một liên kết quan trọng để nâng cao mức độ hoạt động của nhà máy dầu tổng hợp dựa trên than, đảm bảo sản xuất an toàn và giảm tiêu thụ năng lượng.

Giới thiệu dự án

Người sử dụng dự án là một doanh nghiệp hóa chất than quốc doanh lớn ở Sơn Tây. Các sản phẩm cốt lõi bao gồm dầu than, urê, amoniac lỏng, v.v. Nhà máy khí hóa lò Rutchi của nó sử dụng than nghiền làm nguyên liệu thô và khí hóa bằng hơi nước và oxy để tạo ra khí tổng hợp thô giàu carbon monoxide và hydro, đóng vai trò là khí nguyên liệu chính cho quá trình tổng hợp FETO tiếp theo để sản xuất dầu. Trong hơn mười năm hoạt động của thiết bị, bị hạn chế bởi các điều kiện làm việc khắc nghiệt như hắc ín cao, nhiệt độ cao và áp suất cao, nó đã không thể thiết lập một hệ thống phân tích khí trực tuyến hiệu quả, chủ yếu dựa vào lấy mẫu nhân tạo và phân tích ngoại tuyến, dữ liệu bị tụt hậu nghiêm trọng và không thể hướng dẫn điều chỉnh quy trình trong thời gian thực.

Người sử dụng giai đoạn đầu từng thử phương án của nhiều nhà sản xuất thiết bị phân tích, đều không thể vận hành ổn định lâu dài do không thích ứng với tình hình làm việc tại hiện trường. Để giải quyết các vấn đề khó khăn trên, người dùng đã bắt đầu dự án nâng cấp hệ thống giám sát khí quá trình, sau nhiều nghiên cứu và so sánh kỹ thuật, cuối cùng đã chọn giải pháp phân tích quang phổ Raman laser tại chỗ cho thiết bị Quad. Cần nhấn mạnh rằng LRGA-3200EX, được đưa vào vận hành thành công trong dự án này, là máy phân tích khí phổ Raman laser tại chỗ đầu tiên trong ngành công nghiệp hóa chất than của Trung Quốc để đạt được các ứng dụng kỹ thuật. Sau khi lắp đặt và đưa vào sử dụng tại đầu ra của lò Luchi, việc giám sát trực tuyến liên tục, tự động và đồng bộ đối với nhiều thành phần khí của khí tổng hợp đã đạt được, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong ứng dụng điều kiện làm việc phức tạp của các thiết bị phân tích khí trong nước.

Nguyên mẫu sản phẩm

Máy phân tích khí phổ Raman Laser LRGA-3200EX

Thông số chính

Thực hiện dự án

Chương trình kỹ thuật

Máy phân tích khí phổ Raman laser tại chỗ do chúng tôi cung cấp cho dự án, được thiết kế cho các điều kiện làm việc phức tạp như nhiệt độ cao, áp suất cao và hắc ín cao, có thể đo chính xác nhiều thành phần trong khí tổng hợp mà không bị nhiễu bởi độ ẩm trong khí nền. Lợi thế cốt lõi của nó là khả năng mở rộng mạnh mẽ, hỗ trợ cấu hình "một kéo nhiều" linh hoạt. Một bộ máy chủ phân tích có thể kết nối nhiều đầu dò Raman trước cùng một lúc để đạt được giám sát đồng bộ phân tán của một số điểm chính trong quy trình sản xuất, cung cấp một nền tảng kỹ thuật vững chắc để đạt được giám sát khí bao phủ toàn bộ thiết bị, toàn bộ quy trình trong tương lai. Dự án này được cấu hình với chế độ "một kéo hai" dựa trên nhu cầu của người dùng.

Hệ thống bao gồm bốn phần của đơn vị lấy mẫu, đơn vị tiền xử lý, đơn vị điều khiển và đơn vị phân tích. Tự động hoàn thành việc lấy mẫu đường ống và các hoạt động khác để đạt được 24 giờ không giám sát. Trong khi giảm đáng kể tải trọng lao động, nó đảm bảo sự ổn định lâu dài, chính xác và hoạt động liên tục của hệ thống.

Là máy phân tích khí phổ Raman laser tại chỗ được áp dụng thành công trong ngành công nghiệp hóa chất than, phương pháp đo tại chỗ được sử dụng của nó cho phép phân tích liên tục, trực tuyến và không phá hủy nhiều thành phần khí. Bằng cách đặt đầu dò Raman về phía trước, thiết bị không cần tiếp xúc trực tiếp với khí mẫu, không chỉ giảm khối lượng công việc bảo trì của thiết bị lấy mẫu và thiết bị phân tích, mà còn tăng tốc độ phản hồi. Để giải quyết các vấn đề khó khăn của hàm lượng nhựa đường cao và dễ ngưng tụ trong khí tổng hợp của lò Rutchi, đơn vị lấy mẫu thăm dò sáng tạo sử dụng thiết kế kết hợp làm mát bằng nước và làm mát bằng hơi nước, ngăn chặn hiệu quả việc bám dính nhựa đường và tắc nghẽn đường ống. Đơn vị tiền xử lý được trang bị bộ lọc đa giai đoạn và thiết bị ổn định giảm áp, trong điều kiện duy trì thành phần ban đầu của khí mẫu, loại bỏ bụi, nước lỏng và tinh thể muối amoni một cách hiệu quả, đảm bảo khí đi vào máy phân tích sạch sẽ và ổn định.

Điều kiện làm việc tại địa điểm dự án yêu cầu hệ thống giám sát hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao 200 ℃, áp suất cao 4 MPa và cần đo chính xác các thành phần chính bao gồm H2, O2, CO, CO2, CH4, H2S, N2. So với công nghệ sắc ký khí truyền thống, máy phân tích Raman laser không cần mang khí và đánh dấu thường xuyên, phản ứng nhanh (T90 ≤10 giây), có thể nắm bắt các dao động quá trình trong thời gian thực, cung cấp hỗ trợ dữ liệu ngay lập tức cho việc điều chỉnh tỷ lệ hơi oxy của lò khí hóa và điều chỉnh lò phản ứng tổng hợp FETO. Việc áp dụng thành công chương trình đã đi tiên phong trong việc ứng dụng kỹ thuật hóa công nghệ Raman laser tại chỗ trong lĩnh vực hóa chất than và cung cấp cho ngành công nghiệp một con đường giám sát nội địa hóa có thể tái tạo.

Giá trị chương trình

Việc thực hiện chương trình kỹ thuật này cho phép quá trình xử lý dầu tổng hợp dựa trên than được quản lý và điều chỉnh hiệu quả hơn, do đó đạt được kiểm soát an toàn và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Về mặt giám sát an toàn, bằng cách theo dõi nồng độ O2 trong thời gian thực, có thể phát hiện kịp thời nguy cơ giàu oxy của lò khí hóa và ngăn ngừa tai nạn an toàn xảy ra; Đồng thời, việc giám sát liên tục các loại khí độc hại như H2S đã đảm bảo an toàn cho môi trường và con người.

Về tối ưu hóa quy trình và tăng hiệu quả nâng, bằng cách theo dõi sự thay đổi nồng độ của các thành phần quan trọng như H2, CO, CO2, CH4 và các thành phần quan trọng khác trong thời gian thực, người vận hành có thể kịp thời điều chỉnh tỷ lệ không khí của nguyên liệu lò khí hóa, kiểm soát nhiệt độ phản ứng và tối ưu hóa điều kiện tổng hợp FETO, do đó nâng cao tỷ lệ chuyển đổi carbon và thu hồi dầu. Theo phản hồi của người dùng, tiêu thụ than nguyên liệu giảm đáng kể sau khi vận hành hệ thống, thời gian vận hành trung bình của thiết bị là hơn 30 ngày, chi phí vận hành và bảo trì giảm đáng kể.

Việc thực hiện thành công dự án này không chỉ giải quyết các vấn đề khó khăn của ngành công nghiệp giám sát khí trực tuyến trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, mà còn là hệ thống phân tích Raman laser tại chỗ được đưa vào sử dụng thành công trong ngành công nghiệp hóa chất than, có ý nghĩa bước ngoặt trong việc thúc đẩy nâng cấp công nghệ công nghiệp và quá trình thay thế nội địa hóa.

Trang web dự án