鄭 忠 云
(四川.江油.川西北氣礦天然氣凈化廠技術(shù)室 621709)
摘 要：BRM-942-TGX分析儀在其結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，解決了克勞斯硫磺回收裝置中快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的過程控制要求。為我廠的尾氣排放達(dá)標(biāo)起到積極的作用，無論從經(jīng)濟(jì)角度還是社會(huì)效益均作出了巨大貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：BRM-942-TGX分析儀 硫磺回收裝置 風(fēng)氣比 過程控制
一、概述
在硫磺回收裝置中，空氣量與酸氣量之比稱為風(fēng)氣比。在燃燒爐中由于復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，包括H2S的少量裂解，使總包的風(fēng)氣比略低于化學(xué)計(jì)算的要求。在轉(zhuǎn)化器內(nèi)，H2S和SO2則是按物質(zhì)的量比2/1反應(yīng)的。因此，風(fēng)氣比應(yīng)保證尾氣中H2S/ SO2比在2左右。對(duì)于裝置后銜接有低溫克勞斯尾氣處理裝置的情況而言，嚴(yán)格控制風(fēng)氣比則更是一個(gè)致命的問題。當(dāng)風(fēng)量相差5%時(shí)，硫回收率將由99%降至95%。為此，我廠于2002年引進(jìn)BRM-942-TG尾氣分析儀，這是我國(guó)首次引進(jìn)該型號(hào)產(chǎn)品。它是專門用于對(duì)尾氣中H2S和SO2等氣體的濃度檢測(cè)。根據(jù)《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工和驗(yàn)收規(guī)范——GBJ93-86》、《BRM-942-TGX Operating Manual》中的有關(guān)規(guī)定：為了保證正確的分析結(jié)果，分析的取源部件的安裝位置應(yīng)選在壓力穩(wěn)定、靈敏能反映真實(shí)成份且應(yīng)安在水平管線上，具有代表性的被分析介質(zhì)的地方。在系統(tǒng)安裝中，根據(jù)我廠安裝的具體情況對(duì)分析儀的安裝位置予以確定。
二、BRM-942-TGX尾氣分析儀的性能分析
1、分析儀使用高穩(wěn)定性能Hamamatsu(濱松重氫燈)Deuterium燈。光譜儀具有2048CCD光束，能夠提供從200nm至300nm范圍內(nèi)整個(gè)光譜的分析。能夠?qū)Χ噙_(dá)320個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行分析，包括除硫族光譜外的幾百種波長(zhǎng)如暗電流、散射光等，進(jìn)行準(zhǔn)確的補(bǔ)償（這種暗電流、散射光等將會(huì)產(chǎn)生干擾誤差）。因而具有很高的精確度。
　2、分析儀將硬件和所有系統(tǒng)電子器件與熱腐蝕性采樣單元區(qū)域隔離以確保系統(tǒng)長(zhǎng)壽命和高穩(wěn)定性，且系統(tǒng)利用光纖電纜來傳輸光至整個(gè)系統(tǒng)。提高測(cè)量的精度同時(shí)也為系統(tǒng)的維護(hù)降低了難度。
3、分析儀采樣直接與工藝管線匹配，特殊的采樣管能夠從采樣氣中去除硫蒸氣，而仍在工藝管線中，這樣無需將樣氣移出工藝管線，從而不會(huì)造成進(jìn)一步維護(hù)、安全以及堵塞問題。
4、系統(tǒng)使用蒸汽（0.345MPa）加熱蒸汽夾套噴嘴，取樣管從中通過。利用（1.0 MPa）蒸汽用于整個(gè)取樣箱的加熱。取樣單元箱同時(shí)也具備3個(gè)電加熱器，這一“額外”的蒸汽加熱使得取樣箱能夠很快地被加熱（1小時(shí)內(nèi)）到所需的溫度即系統(tǒng)在蒸汽不穩(wěn)定或不適合保持溫度，分析儀隨即自動(dòng)啟動(dòng)電加熱器，這樣能夠有效的對(duì)尾氣除濕。蒸汽質(zhì)量和穩(wěn)定性與測(cè)量的結(jié)果毫無關(guān)系，同時(shí)提高了分析儀的分析精度和紫外燈的壽命，更加有效的消除系統(tǒng)的堵塞問題。
5、分析儀配有一個(gè)系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一個(gè)“0”（零）維護(hù)Vetex冷卻器，這使系統(tǒng)在任何天氣環(huán)境下工作無需進(jìn)一步控制溫度的棚室（即分析小屋）。
6、分析儀使用工業(yè)Xycom計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算。為用戶提供了良好的操作界面使其便于觀察分析結(jié)果，狀態(tài)和進(jìn)行常規(guī)維護(hù)。另外，配有一套National Instrument SCXI系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個(gè)微計(jì)算機(jī)用于低層系統(tǒng)控制和信號(hào)處理。經(jīng)一年的使用系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，故障率為零。
三、控制方案
把H2S、SO2、Sigma s/cos Conc濃度和狀態(tài)報(bào)警以及空氣需求量等信號(hào)上傳至上位機(jī)，便于觀察和維護(hù)。其中空氣需求量信號(hào)用于微調(diào)控制。
空氣需求量信號(hào):
Air Demand=F×([H2S]-ROP[SO2])
F=plant specific gain factor
[H2S]=concentration of H2S
[SO2]= concentration of SO2
ROP=operating ratio(typically 2)
空氣需求量信號(hào)上傳至上位機(jī)經(jīng)過采樣控制預(yù)處理對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)估判斷后，與10%空氣量信號(hào)進(jìn)行串級(jí)控制10%空氣流量調(diào)節(jié)閥，以達(dá)到對(duì)酸空配比起到微調(diào)的作用。通過一年的運(yùn)行，控制平穩(wěn)，完全滿足系統(tǒng)的控制要求。
四、投運(yùn)情況
系統(tǒng)于2002年9月安裝、調(diào)試、投運(yùn)一次成功且平穩(wěn)、安全、準(zhǔn)確運(yùn)行至今。下面我們對(duì)其在投運(yùn)前后我廠排放尾氣中H2S和SO2濃度作如下比較：


通過以上近一周的對(duì)比，H2S平均濃度降低了0.39ppm而SO2濃度降低了0.37ppm。有效的降低硫的排放量，提高我廠的硫磺回收率。使我廠尾氣排放達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
五、措施改進(jìn)
BRM-942-TGX尾氣分析儀具有防爆、防水性能，但是在我們實(shí)際安裝過程中，對(duì)其安裝防雨棚以保護(hù)部件免受雨、雷和太陽直射等。特別減少太陽和雨水對(duì)Xycom計(jì)算機(jī)顯示器的損壞以及對(duì)系統(tǒng)維護(hù)帶來方便。在“Prob Access Vent Side Connection”和“Access Sample Side Connection”兩處引入蒸汽，在系統(tǒng)正常期間關(guān)閉兩處閥門。當(dāng)樣品室和樣品取樣管道發(fā)生堵塞，打開閥門對(duì)其進(jìn)行反吹，降低了維護(hù)的強(qiáng)度。
六、結(jié)論
由以上分析可知，BRM-942-TGX分析儀在其結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)的優(yōu)越性為解決了克勞斯硫磺回收裝置中快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的過程控制要求。為我廠的尾氣排放達(dá)標(biāo)起到積極的作用，，無論從經(jīng)濟(jì)角度還是社會(huì)效益均作出了巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
2、《BRM-942-TGX Operating Manual》

Application of Tail Gas Analyzer System on Sulfur Process Control
ZHENG Zhong-yun
(Nature gas de-sulphurlation plant ，Jiangyou 621709 , China)
Abstract:This paper introduces the advantageous of the BRM-942-TGX Tail Gas Analyzer System in structure and design , It solved the industry’s need for fast,accuate and reliable Claus Sulfur Process Control . Which play a positive contribuation to economical and social benefits .
Key words:BRM-942-TGX ;sulphur plant ; the ration of air to acid gas;process control .

作者簡(jiǎn)介：
鄭忠云，男，1975年2月，在讀四川大學(xué)控制工程碩士
(2004-9-16 10:52:09)