TLG-837硫磺回收比值仪探头

TLG-837 硫磺回收尾气比值分析仪

行业领先的硫磺回收H2S/SO2比值分析仪


利用最先进的 nova II™ 紫外-可见光二极管列阵测量器,实现全光谱监测,避免组分干扰,消除测量误差,提高精确度。

专利控雾探头设计,有效防止硫堵塞。推荐采用蒸汽伴热,高效可靠并节约成本。探头与分析仪仅通过光缆连接,为分析仪安装位置提供了灵活性,并且样品不会进入分析仪机箱,独特设计理念让产品安全性和灵活性达到最高。探头的自动反吹功能解决了特殊状况下硫堵塞管路的问题;而当过程气体样品出现问题时,分析仪可以发送报警信号,用氮气吹扫探头并将其封闭,避免硫蒸汽冷凝堵塞探头。

完美适用于克劳斯、超级克劳斯、超优克劳斯等硫磺回收工艺。

测量范围:

  • 硫化氢

  • 二氧化硫

  • 硫化碳

  • 羰基硫

  • 需氧量

TLG-837硫磺回收比值仪演示视频-综述

视频:TLG-837综述

AAI专利的原位控雾探头-三维演示动画

视频:原位控雾探头

TLG-837 硫磺比值仪现场安装照片

组图:现场安装照片

性能

快速、连续的测量
整套系统响应时间小于10秒
高精确度
±1% 满量程
比值数据出现大幅度变化时,仍能保持高效的性能
H2S:SO2比值数据在 100:1 与1:20 范围区间变化均能保持高精确度

可靠性

持续在线监测
系统正常运行时间在99.6%以上
具备自动维护功能的控雾探头
自动蒸汽吹扫清洗功能和除硫功能
无人监管下全自动化运行
系统自动吹扫清零功能;远程自动化控制

安全性

样品不会进入分析仪机箱内部
有毒有害气体仅在探头内部流通
在不关闭硫回收工艺的情况下,也能手动操作分析仪或插拔探头
特制球阀提供高密封性和简易操作性

运行成本

低维护成本
仅需要每月简单擦拭光学镜片一次
安装简便
重量最轻、体积最小的比值分析仪
分析仪全固态结构
没有可活动部件或滤片需要定期更换
公用设施消耗低
低电耗、低蒸汽消耗

兼容性

适合各种改造升级的克劳斯工艺
可以使用在超级克劳斯或超优克劳斯工艺上
危险区域防爆证书
Class I Div 1 & 2; ATEX; GOST等
个性化设定的报警及信号输出
4-20 mA analog outputs; MODBUS; Hart等
不需要分析小屋或遮阳罩
可直接安装于室外

克劳斯工艺

硫化氢浓度达到10ppm就是有毒的,达到800ppm就是致命的,并且对设备有非常高的腐蚀性,空气中硫化氢体积浓度高于4.3% 就是易燃的,大于1ppb就会有非常难闻的气味。

硫化氢大量的存在于化石燃料中。精炼厂的硫磺回收装置将从碳氢化合物中提取出的硫化氢转化为单质硫和水。单质硫可用于化肥,火药及其它行业中。

克劳斯是目前工业标准处理酸性气体中硫化氢的工艺。在反应炉中,硫化氢与氧气反应:

3H2S + 3⁄2O2 SO2 + H2O + 2H2S

催化反应器促进上一步的氧化反应产物进一步反应产生不同晶体形式的硫单质:

2H2S + SO2 2H2O + 3⁄XSX

H2S与SO2准确的2:1的当量比对于转化效率非常重要,从燃烧反应中可以看出,维持这个比例需要对氧气流量进行恒定的调节,克劳斯工艺的效率因此取决于准确,连续地测量H2S以及SO2的浓度。另外,监测仪器还需要能够检测出CS2和羰基硫(COS),当这些成分存在于尾气中,表明催化剂床存在的潜在问题。

需氧量

由前段介绍可以看出,硫磺回收的效率取决于克劳斯反应中维持H2S/SO2比值在一个特定数值或范围内的能力。此种调整的能力需要实时知道准确的H2S/SO2比值数据。

TLG-837硫磺尾气比值分析仪能够连续的监控硫化氢与二氧化硫的比值数据,并持续的输出需氧量的信号给控制系统。此外,操作者还可以要求读取COS和CS2等反应副产物的浓度数据。

相关应用:

  • 前馈
  • 硫磺坑
二极管矩阵

运行原理

TLG-837使用紫外-可见光原理来检测硫磺尾气中的化学组分。系统在200纳米到800纳米波段获得高分辨率光谱,在此波段H2S, SO2, COS, and CS2 均有独特且明显的吸光度曲线。

分析仪光学结构图

光学结构

TLG-837使用长寿命氙灯光源发射光信号,通过流通池盘与样品接触。此信号由光源发出,通过光缆传入探头顶端流通池盘,与样品气接触。混合有不同化学物质组成的样品对光有独特的吸收,此光信号传出流通池,通过光缆回到检测仪。

硫化氢、二氧化硫吸光度光谱图

硫磺尾气的吸光度光谱图

TLG-837通过检测独特的化学组分吸光度光谱来分析组分浓度,通过数学运算将样品总吸光度曲线分离成对应不同组分浓度的吸光度曲线,每种曲线在不同波段的高度综合运算反映出实际对应的硫磺尾气化学物质的真实浓度。

硫化氢比值仪软件操作界面

用户界面

AAI 专 有 的 ECLIPSE软件将得到的光谱数据处理成实际的浓度读书。在触摸屏控制器上,分析仪的操作者可以非常容易的在不同的界面(走势图,光谱图,浓度读书等等)切换,并且可以自行的,随时设定调整报警,输出,吹扫清零等等。

多组分分析-四组分饭卷积图

多组分测量

TLG-837能够连续监测H2S与SO2(可选测量COS与CS2)的浓度,利用独特算法分离吸光度总曲线,通过上百个数据采集点利用回归算法使其对应每一种不同被测物质曲线。此种途径要比传统的滤光片转盘要高级很多,因为此种做法使得分析仪没有可活动部件,没有滤光片及组分的相互干扰。

TLG-837采用AAI专利的原位控雾探头来实现硫磺尾气的取样。

AAI专利原位控雾探头-三维动画演示视频

视频:原位控雾探头

控雾探头

控雾取样探头被设计为轻巧,紧实的结构,此探头可以由仅仅一位工人来安装。探头通过法兰直接安装在样品管道上。

样品气与光信号实际接触的部位位于探头顶端的样品流通池盘内部。光信号通过流通池盘的一端进入内部与样品气接触,再通过另一端流出。

自动除硫

硫磺尾气中含有单质硫,很容易冷凝,堵塞管道,阻挡光信号的通过。样品气在探头中上升进入到流通池盘的过程中,控雾探头将硫单质去除,防止其阻塞流通池盘。探头利用克劳斯反应产生的蒸汽来控制探头内部的温度,确保在此温度下单质硫冷凝为液滴,并且回流到样品管道中。

在探头内部,与探头同心配有一控雾管道,低压蒸汽不断流过控雾管道。低压蒸汽比硫磺尾气温度低很多,因此低压蒸汽对上升的尾气起到冷却的作用。硫元素的沸点是硫磺尾气各种气体中最低的,由于低压蒸汽的冷却作用,所有上升气体中的单质硫被有效的冷凝,使得所有其它的气体成分继续上升到探头顶部。

样品气与光信号接触的位置位于探头顶部的流通池盘内部。流通池盘内部包含有一个供高压蒸汽流通的通道,高压蒸汽的目的是加热流通池盘,确保任何没有被之前步骤冷凝的硫单质保持在气态。消除了硫单质会在流通池盘中冷凝的隐患。

引射器产生了文丘里效应,使得样品气被抽入探头内部,上升到流通池盘内部进行分析,并回流到样品管道中。

实用控制面板

UCP实用控制面板能够对进入到探头的高压、低压蒸汽,仪表风,校准气,氮气起到稳压、温流的作用。UCP属于选配设备,我们推荐客户实用AAI的配套实用控制面板,用户也可以自己制造此控制面板。

  • 控制探头内部控雾管道中的低压蒸汽压力
  • 控制探头顶端流通池盘中的高压蒸汽压力
  • 提供自动清零功能的气体
  • 提供自动校准功能的标准校准气体
  • 控制引射气的流量
  • 提供工艺故障自动反吹功能:如果现场工艺出现故障,分析仪会命令探头密封流通池盘,使其与样品气体隔离,并通过UCP用氮气不断吹扫流通池,防止流通池畔堵塞。

超安全设计

其它所有尾气比值分析仪的主要缺陷在于它们将样品引入到分析仪内部进行测量。此种结构不仅使得机箱内部电气元件更容易被腐蚀,并且也会给人员造成潜在致命威胁:一旦分析仪内部发生泄漏,特别是在密闭机柜或小屋内部,操作人员会有致命危险。

TLG-837与 其它尾气比值分析仪的最大不同是我们使用了光缆:我们将光引入到样品中,而不是将样品引入到光中。有毒有害的样品气仅仅在探头内部流通,永远不会进入到含有电气元件的分析仪机箱内部。

  • 无需担心分析仪机箱内部发生泄露,因为样品气不会流入分析仪机箱内部
  • 无需小屋,本系统被设计为适合室外直接安装
  • 个性化长度的光缆最长可达6米,为探头和分析仪的安放提供很多的灵活性
  • 操作人员可以在工艺运行时随时安全的操控分析仪,不会接触到样品气。
  • 各种可以选择的通信与输出可以提供丰富的数据信息给远程操作者,用户不需要在可能有危险的分析现场操作。
  • 2英寸密封球阀提供探头与管道之间优良的密封性,现场工艺正在运行时也可以随时利用密封球阀插拔取样探头。

以下技术参数以所有部件与样品系统均由AAI公司提供并且系统安装受AAI公司核准为前提。对于其它前提下的技术参数,请直接咨询AAI公司销售。

通用

测量原理 紫外-可见光原理
检测器 nova II™ 紫外-可见光二极管列阵测量器
光谱检测范围 200-800 nm
光源 脉冲氙灯光源(平均五年使用寿命)
信号传输 600 μm 内芯 1.8 米光缆,其它长度可选
取样方式 原位控雾探头
分析仪校准 出厂前由工厂通过认证的标准校准气校准;用户无需再次校准;系统的精确性由自动清零功能实现
控制器 工业控制器,配有LCD触摸屏及ECLIPSE™操作软件
数据储存 纯固态硬盘
运行环境
分析仪环境条件 室内,室外均可,无需分析小屋
环境温度 标准: 0 to 35 °C (32 to 95 °F)
可选: -20 to 55 °C (-4 to 131 °F)
为了避免热辐射,在太阳直射的环境下推荐将分析仪安装在遮阳罩下面。
公用设备要求
电力 85 to 264 VAC 47 to 63 Hz
电耗功率 65 瓦
仪表风 70 psig (-40 °C 露点)
蒸汽压力 控雾管道:70 psig
自动反吹:30-50 psig
输出
标准输出 1x galvanically isolated 4-20mA analog output per measured analyte
5x digital relay outputs for indication and control
1x K type ungrounded thermocouple input
可选输出 Modbus TCP/IP; RS-232; RS-485; Fieldbus; Profibus; HART
尺寸规格
与样品气接触材质 不锈钢,氟橡胶,石英,其它材料可选
分析仪机箱材质 壁挂式 NEMA4X304不锈钢机箱,其它机壳可选
探头材质 316/316L不锈钢,其它材料可选
系统尺寸 分析仪: 24” H x 20” W x 8” D (610mm H x 508mm W x 203mm D)
探头: 36” (长) x 12“(最大直径) (914mm x 305mm)

性能

测量参数
精确度/重复性 物质 范围 精确度 重复性
H2S 0-2% ± 1% 满量程 ± 0.4%
SO2 0-2% ± 1%满量程 ± 0.4%
需氧量 自定义 ± 1%满量程 ± 0.4%
COS 0-2,000 ppm ± 1%满量程( ±5% under 500 ppm) ± 0.4%
CS2 0-2,000 ppm ± 1%满量程( ±5% under 500 ppm) ± 0.4%
比值范围 100:1 < H2S:SO2 < 20:1
相应时间 T10 - T90: 10 秒
零点漂移 一小时预热后±0.1%满量程, 恒定环境温度下可维持24小时不变
灵敏度 ±0.1% 满量程
噪音 ±0.004 AU at 220 nm

证书

以下为典型防爆证书,更多其它种类可选:

NEC Class I, Division 1, Groups C & D; AEx d IIB T3
CEC Class I, Division 1, Groups C & D; AEx d IIB T3
ATEX Exp II 2(2) GD
GOST Russian Gosstandart Pattern Approval
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