煤氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生焦油的一部分以極其微小的霧滴懸浮于煤氣中，其粒徑1～7μm。煤氣中的焦油霧會在后續(xù)的煤氣凈化過程中被洗滌下來而進入溶液或吸附于管道和設(shè)備上，造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞。下面來看看在線氣體分析系統(tǒng)監(jiān)測電捕焦油器中煤氣含量的真相。

1、電捕焦油器的安全操作要求

      捕集煤氣中焦油霧的設(shè)備有機捕焦油器和電捕焦油器兩種，我國目前主要采用電捕焦油器捕集煤氣中的焦油霧。電捕焦油器按沉淀極的結(jié)構(gòu)可分為管式、蜂窩式、同心圓式和板式等類型。電捕焦油器都是利用高壓靜電作用下產(chǎn)生正負極，使煤氣中的焦油霧在隨煤氣通過電捕焦油器時，由于受到高壓電場的作用被捕集下來。由于煤氣易燃易爆，就必須保證電捕焦油器的安全操作。另外，電捕焦油器電極間有電暈，可能會發(fā)生火花放電現(xiàn)象。如果煤氣中混有氧氣，當(dāng)煤氣與氧氣的混合比例達到爆炸極*就會發(fā)生爆炸。

2、煤氣中氧含量的控制

      煤氣中氧氣的主要來源有以下幾方面

      一是生產(chǎn)過程中因設(shè)備及管道泄漏而進入的空氣；

      二是氣化用氣化劑過剩或短路；

      三是在煤氣生產(chǎn)過程中，會有一定量的空氣進入煤氣中。為保證混入的空氣與煤氣混合后不達到爆炸極限，就應(yīng)控制煤氣中的氧氣含量。

      《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》( GB 50028-2006)規(guī)定，當(dāng)干餾煤氣中氧的體積百分數(shù)大于1％時，電捕焦油器應(yīng)發(fā)出報警信號。當(dāng)氧的體積百分數(shù)達到2％時，應(yīng)設(shè)有立即切斷電源的措施。《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》(GB 6222-2005）中也有此規(guī)定。這些規(guī)定都是以煤氣中氧的體積百分數(shù)不得超過1％為界限。

3、煤氣中氧含量與爆炸極限的關(guān)系

      不同煤氣的爆炸極限各不相同，各種人工煤氣的爆炸極限見下表。

各種人工煤氣的爆炸極限（％體積）

      從上表可知，對于焦?fàn)t煤氣、油煤氣和直立爐煤氣，當(dāng)達到煤氣的爆炸上*，煤氣中氧的體積百分數(shù)為12％～13.5%（即煤氣中的空氣體積百分數(shù)達60％左右）時才能形成爆炸性氣體。而正常生產(chǎn)情況下，煤氣中空氣量不可能達到如此高的程度，因此煤氣中氧體積百分數(shù)低于1％的控制指標(biāo)可以適當(dāng)放寬。

      對于發(fā)生爐煤氣及水煤氣，當(dāng)煤氣中空氣的體積百分數(shù)達到30%左右（即煤氣中氧體積百分數(shù)達到6％以上）時才能達到爆炸極限。以爆炸極限范圍zui寬的水煤氣為例，如果控制煤氣中氧的體積百分數(shù)≤3%，相當(dāng)于煤氣中空氣的體積百分數(shù)≤14. 3 %，這時距離其爆炸上限（空氣體積百分數(shù)為29.6%）還相當(dāng)遠，還有相當(dāng)大的緩沖空間。因此，從爆炸極限角度分析，控制煤氣中氧的體積百分數(shù)≤3％應(yīng)是安全的。

4、建議

      首先，實際生產(chǎn)過程中一般建議企業(yè)采用必要的在線氣體分析系統(tǒng)，實時在線監(jiān)測煤氣成分中O2含量，如在線氣體分析系統(tǒng)Gasboard-9021，該系統(tǒng)針對多焦油、粉塵、水汽的特定工況設(shè)計，通過控制單元可自動化完成樣氣凈化，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作，降低運維成本。其氣體分析單元煤氣分析儀(在線型)Gasboard-3100可設(shè)定O2的高低報警輸出，當(dāng)O2濃度超過報警設(shè)定值時，繼電器開關(guān)觸點閉合，外接聲光報警器接收信號，可發(fā)出聲光報警，提醒操作人員采取必要的安全措施；同時可在線測量煤氣中CO、O2等氣體濃度并自動計算顯示煤氣熱值，為工藝運行提供數(shù)據(jù)參考。

      該在線氣體分析系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于煤氣化、生物質(zhì)氣化等領(lǐng)域，如安徽某新能源發(fā)電股份公司在電捕焦裝置后端采用Gasboard-9021用于O2含量監(jiān)測，將煤氣O2含量控制在0.8%以下，以確保電捕焦裝置的正常運行，保證工藝現(xiàn)場安全；同時實時監(jiān)測煤氣化爐運行情況，分析煤氣成分并計算自動顯示煤氣熱值，為工藝運行提供數(shù)據(jù)參考，以進生產(chǎn)工藝，提高煤氣生產(chǎn)品質(zhì)及產(chǎn)量。

項目現(xiàn)場

防塵分析小屋

      其次，在實際生產(chǎn)過程中控制煤氣中氧的體積百分數(shù)低于1％很難進行操作，許多企業(yè)采用氧的體積百分數(shù)≤1%時切斷電源的控制程序，故經(jīng)常發(fā)生斷電停車事故，影響后續(xù)工序的正常生產(chǎn)。隨著工藝、設(shè)備及控制技術(shù)的發(fā)展和操作人員素質(zhì)的提高，相當(dāng)一部分企業(yè)能夠控制煤氣中的氧體積百分數(shù)≤1 %，如上海的幾個煤氣廠、焦化廠，均能夠控制電捕焦油器煤氣中氧的體積百分數(shù)≤1%。但國內(nèi)大部分相關(guān)企業(yè)都反映很難控制電捕焦油器煤氣中氧的體積百分數(shù)≤1%，大部分企業(yè)都控制在2％～4%。國內(nèi)外多年的實際生產(chǎn)運行，沒有因煤氣含氧量過高而發(fā)生電捕焦油器爆炸的情況。

      從理論上分析及國內(nèi)外企業(yè)多年的生產(chǎn)實踐看，控制電捕焦油器煤氣中的氧體積百分數(shù)≤3%是可行的。為滿足安全生產(chǎn)的要求，建議當(dāng)煤氣中的氧體積百分數(shù)≥2％時自動報警，當(dāng)煤氣中的氧體積百分數(shù)達到3％時切斷電源。對于用一氧化碳變換的低熱值煤氣，氧的體積百分數(shù)＞0.5％時應(yīng)自動報警，并控制煤氣中的氧體積百分數(shù)≤1%。這是由于采用鎳系催化劑對煤氣含氧量的要求。（來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測技術(shù)）