In-Situ abstimmbarer Diodenlaser (TDL) Prozessgasanalysator für die Sauerstoffüberwachung im Kohleverflüssigungsprozess

Wie der Gasanalysator von Cubic Instruments eine sicherere und effizientere Überwachung im Coal-to-Liquid-Prozess erreicht?

Der Hintergrund: Deckung des Energiebedarfs durch Umwandlung von Kohle in Flüssigkeit

Mit dem kontinuierlichen Anstieg des Energiebedarfs hat sich die Kohleverflüssigung (Coal-to-Liquid, CTL) weltweit zu einer wichtigen Energieumwandlungsmethode entwickelt. In China ist die Struktur der Energieressourcen durch reichlich Kohle, begrenztes Öl und knappes Erdgas gekennzeichnet. Um die Kohleressourcen des Landes zu nutzen und sie in Ölprodukte umzuwandeln, hat ein Kohlechemieunternehmen in Ningxia, China, ein Projekt zur indirekten Verflüssigung von 4 Millionen Tonnen Kohle pro Jahr gestartet. Dabei handelt es sich um das weltweit größte chemische Einzelprojekt mit einer einmaligen Investitionsgröße. Das Kohleverflüssigungsverfahren bietet einen neuen Weg zur Nutzung der Kohleressourcen, zur Verringerung der Abhängigkeit vom Öl und zur Förderung der wirtschaftlichen Entwicklung. Allerdings birgt dieser Prozess auch einige Herausforderungen.

Die Herausforderung: Gewährleistung der Produktionssicherheit bei gleichzeitiger Maximierung der Produktionseffizienz

Bei einem solchen groß angelegten Kohleverflüssigungsprojekt besteht die entscheidende Herausforderung darin, die Produktionssicherheit zu gewährleisten und die Produktionseffizienz so weit wie möglich zu verbessern. Kohle und Sauerstoff sind die Hauptreaktanten im Coal-to-Liquid-Prozess. Unter hoher Temperatur und hohem Druck wird die Kohle in Synthesegas (Kohlenmonoxid und Wasserstoff) umgewandelt. Anschließend wird das Synthesegas mit Hilfe eines Katalysators einer Fischer-Tropsch-Synthese unterzogen, wobei synthetisches Öl entsteht, das Kohlenwasserstoffe, sauerstoffhaltige Komponenten und Wasser enthält. Da Kohlenwasserstoffe brennbar und explosiv sind, könnte die Reaktion mit Sauerstoff zu Explosionen führen. Daher ist die Aufrechterhaltung einer sicheren Betriebsumgebung während des gesamten Kohleverflüssigungsprozesses von wesentlicher Bedeutung, um potenzielle Gefahren zu vermeiden.

Neben der Sicherheit ist die Optimierung der Produktionseffizienz ein weiterer kritischer Faktor. Die Sauerstoffkonzentration ist einer der Schlüsselparameter, die sich direkt auf die Vergasungseffizienz auswirken - je höher die Sauerstoffkonzentration, desto schneller die Reaktion. Eine zu hohe Sauerstoffkonzentration kann jedoch eine Überoxidation verursachen, die zur Bildung von Kohlendioxid und Wasser führt, was wiederum die Menge des produzierten Gases verringert und sich negativ auf die Produktionseffizienz auswirkt. Die Kontrolle dieser Variablen ist für die Optimierung des Umwandlungsprozesses und die Maximierung der Gesamteffizienz der Produktion unerlässlich.

Daher ist die Online-Überwachung des Sauerstoffgehalts im Kohleverflüssigungsprozess eine wichtige technische Voraussetzung, um sowohl Sicherheit als auch Effizienz zu gewährleisten. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, beschloss das Kohlechemieunternehmen in Ningxia, eine neue Reihe von Online-Sauerstoffanalyseinstrumenten zur Echtzeitüberwachung und -steuerung des Sauerstoffgehalts im Kohleverflüssigungsprozess einzuführen.

Der Lösungsansatz: Die umfassende Gasanalyselösung Tunable Diode Laser (TDL) von Cubic Instruments bietet außergewöhnliche Genauigkeit bei der Überwachung des Sauerstoffgehalts

Cubic Instruments, ein führender Hersteller von intelligenten Gassensoren und fortschrittlichen Gasanalysatoren, bietet eine umfassende Tunable Diode Laser (TDL) Gasanalyselösung für dieses groß angelegte Kohleverflüssigungsprojekt in Ningxia. Die Lösung besteht aus vier Teilen: Probenahmeeinheit, Vorverarbeitungseinheit, Steuereinheit und Analyseeinheit.

- Probenahme-Einheit: Sammeln des Gases aus dem Kohleverflüssigungsprozess und Einleiten des Gases in das Lasergasanalysesystem.

- Vorverarbeitungseinheit: Verwendung von Präzisionsfiltern zur Entfernung von Staub und Öl, Reinigung des Probengases und Sicherstellung, dass das Probengas den Anforderungen des Lasergasanalysators entspricht, wodurch genaue Messungen und Analysen ermöglicht werden.

- Steuereinheit: Empfängt die Signale vom Lasergasanalysator, verarbeitet die Rohsignale und stellt die Genauigkeit der Daten sicher.

- Analyse-Einheit: Verwendung des Lasergasanalysators mit RS-485/RS-232- oder 4-20mA-Signalausgang zur genauen Analyse des Sauerstoffgehalts im Messgas und zur Übertragung der Echtzeit-Analysedaten an das verteilte Steuersystem (DCS).

Diese vier Teile bilden zusammen eine umfassende Gasanalyselösung von Cubic Instruments mit einem abstimmbaren Diodenlaser (TDL), die einen sicheren und effizienten Betrieb im Kohleverflüssigungsprozess gewährleistet.

Der In-situ Tunable Diode Laser (TDL) Process Gas Analyzer GasTDL-3100 von Cubic Instruments dient dabei als analytische Schlüsselkomponente für die präzise Sauerstoffmessung. Während die Entnahme-, Vorverarbeitungs- und Kontrolleinheiten eine stabile Gasprobe für die Analyse sicherstellen, misst das GasTDL-3100 die Sauerstoffkonzentration in der Gasprobe präzise in Echtzeit. Mit dem GasTDL-3100 können Bediener die Sauerstoffkonzentration effektiv überwachen und umgehend anpassen, um die Prozesssicherheit und -effizienz zu gewährleisten.

Um diese zentrale Funktion zu erfüllen, verfügt das GasTDL-3100 über fortschrittliche Funktionen, die eine außergewöhnliche Leistung und Zuverlässigkeit gewährleisten. Basierend auf der Technologie der abstimmbaren Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS) verfügt das GasTDL-3100 über eine hohe Selektivität für Sauerstoff, so dass es im Kohleverflüssigungsprozess nicht zu Kreuzinterferenzen mit Hintergrundgasen kommt. Die In-situ-Konstruktion ermöglicht es dem GasTDL-3100, Messungen direkt durchzuführen, mit einer Reaktionszeit von nur 1 Sekunde, so dass die Bediener sofort auf unvorhergesehene Umstände reagieren können. Darüber hinaus verfügt das GasTDL-3100 über eine Sauerstoffmessgenauigkeit von bis zu ±1 % FS, die es dem Bediener ermöglicht, die Sauerstoffkonzentration präzise innerhalb sicherer Grenzen zu halten. Über seine Kernleistung hinaus zeichnet sich der GasTDL-3100 durch hohe Sicherheit (Exd II CT6 zertifiziert), einfache Bedienung, leichte Wartung und lange Lebensdauer aus. All diese herausragenden Leistungen machen das GasTDL-3100 zu einer ausgezeichneten Wahl für die Online-Überwachung des Sauerstoffgehalts im Kohleverflüssigungsprozess.

Das Ergebnis: Bereitstellung wichtiger Daten zur Unterstützung einer sicheren und effizienten Produktion, die eine nachhaltige Entwicklung der Industrie fördert

Die umfassende Gasanalyselösung mit abstimmbarem Diodenlaser (TDL), die von Cubic Instruments für das Kohleverflüssigungsprojekt in Ningxia bereitgestellt wurde, ermöglicht es den Betreibern, den Sauerstoffgehalt in Echtzeit zu überwachen und die Daten zur Aufzeichnung in das zentrale Kontrollsystem hochzuladen. Diese Gasanalyselösung bietet entscheidende Datenunterstützung für eine sichere und effiziente Produktion und löst die Herausforderungen des Projekts. Cubic Instruments freut sich darauf, die Umsetzung weiterer Projekte voranzutreiben, einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung der Industrie zu leisten und die globalen Bemühungen um saubere Energie und Umweltschutz zu unterstützen.

Warum Cubic Instruments: Weltweit führender Hersteller von Gassensoren und Gasanalysatoren mit über 20 Jahren Erfahrung

Als führender Hersteller von intelligenten Gassensoren und fortschrittlichen Gasanalysatoren hat Cubic Instruments durch jahrelanges technisches Know-how eine Vielzahl modernster Gasanalysetechnologien entwickelt, darunter nicht-dispersives Infrarot (NDIR), Ultraviolett-Differenzial-Absorptionsspektroskopie (UV-DOAS), nicht-dispersive (NDUV), abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS), Laser-Raman (LRD), Lichtstreuung (LSD), Wärmeleitfähigkeit (TCD), elektrochemische (ECD) und Ultraschalltechnologien. Dank dieser herausragenden Technologien finden die umfassenden Gasanalyselösungen von Cubic Instruments breite Anwendung in der Umweltüberwachung, der Überwachung von Prozessgasen, der Prüfung von Autoabgasen, der intelligenten Verbrauchsmessung und so weiter. Mit mehr als 20 Jahren umfassender Erfahrung, strenger Qualitätskontrolle und einer globalen Perspektive wird Cubic Instruments seine Expertise in der Gasanalyseindustrie weiter vertiefen und zu den globalen Bemühungen um eine nachhaltige Entwicklung beitragen.

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