1 概述
高爐煤氣中所含的硫主要分為有機硫和無機硫兩類，有機硫主要成分有羰基硫、二硫化碳、硫醚硫醇、噻吩等；無機硫主要成分有硫化氫、二氧化硫等。高爐煤氣含硫量及硫分比例與焦炭的硫密切相關(guān)，焦炭的全硫、硫形態(tài)都可能影響到高爐煤氣硫含量。高爐煤氣精脫硫技術(shù)對煤氣中總硫控制應(yīng)以煤氣燃燒后煙氣中硫達(dá)到“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)要求為目標(biāo)。因此如何能夠準(zhǔn)確、迅速的測定出H2S含量，也成為煤氣脫硫工藝中的一個重要環(huán)節(jié)。
目前高爐煤氣脫硫前H2S含量一般在45mg/Nm³--80mg/Nm³；通過高爐煤氣精脫硫后H2S含量一般在10 mg/Nm³以下，脫硫效果較好的項目現(xiàn)場能達(dá)到5 mg/Nm³以下。
國內(nèi)的H2S的檢測方法有很多，按照其分析原理，主要分為化學(xué)法和物理法。這些檢測方法的檢測原理各異，檢測范圍、檢測精度也不相同，所以有必要對這些檢測方法的特點確認(rèn)適合在高爐煤氣中H2S含量檢測方法。
2 檢測方法介紹
2.1 化學(xué)法
化學(xué)法是依據(jù)H2S的化學(xué)性質(zhì)，通過一定條件下吸收劑與H2S的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行相關(guān)計算，從而得H2S含量的測定方法?；瘜W(xué)法應(yīng)用較多，包括碘量法、汞量法、亞甲基藍(lán)法等。
碘量法的檢測范圍較大，可以檢測濃度從0到100%的H2S氣體，但對于低量程的H2S無法準(zhǔn)確測量。
汞量法由于Hg具有明顯的毒性目前應(yīng)用比較少。
亞甲基藍(lán)法測定范圍較窄，為01~23mg/m3。而且穩(wěn)定性較差。
醋酸鉛反應(yīng)速率法也是H2S測定的常用方法，但是其測定范圍較窄，適用的含量約為01-23mg/m3，該方法適用于含硫天然氣的實驗室分析和在線分析。
2.2 物理法
物理法是依據(jù)H2S的物理特性應(yīng)用物理原理來確定H2S含量的測定方法,包括色譜法，光譜法,激光法等。
色譜法和光譜法檢測H2S效果較好，受干擾因素少，分析精度高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；但是色譜對被測氣體的潔凈程度要求較高，而且測量速度較慢，只有在專業(yè)的研究機構(gòu)和檢測機構(gòu)應(yīng)用較多。
紫外光度法能夠在線檢測混合氣的濃度，，具有良好的準(zhǔn)確性和精密度，但是SO2的組分對檢測結(jié)果干擾較大，不適用超低量程硫化氫的測量。
激光法具有響應(yīng)快速、適用范圍廣精確度和可靠性高、維護(hù)量較小等優(yōu)點，在光程滿足要求的情況下能夠準(zhǔn)確測量超低量程的硫化氫，但是CO2會對測量結(jié)果造成一定影響，尤其在CO2濃度交高的情況下影響更大。
3 TY-9530EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀介紹
我司研發(fā)生產(chǎn)的TY-9530EX防爆壁掛式激光硫化氫分析儀在可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS的基礎(chǔ)上采用人工智能算法，升級為MDLAS技術(shù)，即多維激光吸收光譜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)激光目標(biāo)氣體是ppmv濃度，背景氣是百分比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構(gòu)、人工智能算法，能準(zhǔn)確測量高爐煤氣中H2S的含量。
4 分析系統(tǒng)外觀
4.1 適應(yīng)工況
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取樣距離 |
≤10m |
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樣氣含塵濃度 |
≤200mg/m3 |
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樣氣焦油含量 |
≤100mg/m3 |
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樣氣壓力 |
0kPa～500kPa |
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樣氣溫度 |
≤200℃ |
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取樣點 |
適用于天然氣、高、焦?fàn)t煤氣中硫化氫氣體濃度分析 |
4.2 工作條件
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環(huán)境溫度 |
4℃-45℃ |
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環(huán)境相對濕度 |
≤85% |
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供電電源 |
AC220V 50Hz 200W |
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信號電纜 |
RVVP4*0.75mm2 |
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環(huán)境氣壓 |
海拔低于2500m |
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空氣流速 |
≤0.5m/s |
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工作位置 |
水平 |
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其他要求 |
無陽光直接輻射 無強電磁場干擾 無機械振動 |
4.3 分析單元具體參數(shù)
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型號 |
TY-9530EX |
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安裝位置及方式 |
預(yù)處理柜中，與預(yù)處理系統(tǒng)連接。 |
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基本參數(shù): |
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電源 |
220-240V 50Hz AC，≤200W |
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輸出 |
4-20mA模擬輸出(用于組分含量輸出)或RS485串口信號輸出 |
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人機接口 |
前面板LED觸摸屏 |
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測量方法 |
MDLAS（多維激光吸收光譜分析技術(shù)） |
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量程 |
H2S：0-100 ppmv |
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分辨率 |
0.01ppm |
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主機供電 |
220VAC±5％，50/60Hz |
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樣品壓力 |
0 KPa至150 KPa |
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響應(yīng)時間 |
T90≤1s |
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重復(fù)性 |
＜2% F.S. |
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樣品溫度 |
標(biāo)準(zhǔn)：-10℃至60℃ |
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箱體材質(zhì) |
不銹鋼 |
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防爆等級 |
ExibⅡBT4 |
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防護(hù)等級 |
IP65 |
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環(huán)境要求 |
工作溫度：20~40℃，溫度波動不超過1℃/h |
4.4 優(yōu)點
4.4.1 不受背景氣體的影響
傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發(fā)出的光除了被待測氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導(dǎo)致測量的不準(zhǔn)確性。 而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.001nm，遠(yuǎn)小于被測氣體一條吸收譜線的譜寬。如圖2-1所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。 同時在選擇該吸收譜線時，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準(zhǔn)確性。
4.4.2 光程多次折返保證測量精度
激光分析的準(zhǔn)備度和激光光程息息相關(guān)，TY-9530EX激光硫化氫在線分析儀采用光程多次折返使激光光程達(dá)到10m以上，保證測量精度。
4.4.3 多維激光吸收光譜技術(shù)解決背景氣干擾問題
TY-9530EX激光硫化氫在線分析儀在TDLAS的基礎(chǔ)上采用人工智能算法，升級為MDLAS技術(shù)，即多維激光吸收光譜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)激光目標(biāo)氣體是ppmv濃度，背景氣是百分比濃度的干擾問題，利用多維建模、空間重構(gòu)、人工智能算法，能準(zhǔn)確測量煤氣中H2S的含量。
