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項目背景

合作背景

在能源結構轉型與"雙碳"目標驅動下，現代煤化工產業正加速向清潔高效方向發展。內蒙古作為國家重要的能源基地，率先推廣煤炭清潔利用技術，其中德古士水煤漿氣化爐因其煤種適應性強（能處理劣質煤）、碳轉化效率高等優勢，已成為大型煤化工項目的核心設備。該類氣化爐所產出合成氣組分的實時監測直接關系到氧煤比優化、能耗控制及防爆安全等。傳統色譜分析儀存在響應滯后（大于10分鐘）、需頻繁標定、維護成本高等痛點，難以滿足高溫氣化爐的實時調控需求，成為安全生產和能效提升的瓶頸。

項目介紹

該項目用戶為內蒙古一大型煤化工企業，其業務覆蓋甲醇、穩定輕烴生產及煤炭加工等領域，年產數十萬噸甲醇與輕烴。本項目采用國際先進的德古士水煤漿氣化技術，通過水煤漿與粉煤耦合進料，實現煤炭高效清潔轉化。氣化爐在1350℃~1400℃高溫下運行，產出合成氣經激冷、洗滌后送至CO變換工序。項目需連續監測氣化爐出口的H2、CO、CO2、CH4、O2等關鍵氣體組分濃度，但原有色譜分析儀因響應較慢和維護復雜，無法支撐工藝實時優化需求。最終，項目引入我司原位激光拉曼光譜分析儀，實現對合成氣組分的秒級在線監測，為工藝控制和過程安全提供數據支撐。

產品原型

原位激光拉曼光譜氣體分析儀

主要參數

項目實施

技術方案

我司為該項目所提供的是LRGA-3200EX原位激光拉曼光譜氣體分析儀，該系統專為高溫、高壓、高粉塵等復雜工況設計，能精準測量合成氣中的多種組分，且不受背景氣體中水分的干擾。系統由取樣單元、預處理單元、控制單元、分析單元四部分構成，自動完成管路取樣等操作，其主要目的是精確測量合成氣中各組分的濃度，實現24小時無人值守，大大減少了人工負荷，保證系統長期穩定、準確、連續自動在線運行。系統采用原位安裝測量方式，可同時對多種氣體組分進行連續在線分析。在此基礎上精確計算并監測氣體熱值，這對于優化生產流程、提高資源利用率具有不可替代的作用。

系統采用前置的耐高壓探頭直接嵌入工藝管道，使儀表不直接接觸樣氣，減少取樣裝置、分析儀表等部位的維護工作，并且極大地提高了儀表測量的響應時間。相較于傳統在線色譜儀，拉曼技術具備免標定、無耗材、抗干擾性強的核心優勢，將響應時間縮短至30秒以內，相較于原色譜設備的數十分鐘，極大程度上提高了監測效率。

在設備安裝調試階段，現場采用并行安裝方案，將我司激光拉曼分析儀與原色譜儀共同部署于氣化爐出口管線，通過同步對比標準氣體與實驗室數據，系統驗證設備監測性能。

H2、CO、CO2作為水煤漿加壓氣化爐的主要產物，其濃度直接決定合成氣質量；而CH4作為副產物需嚴格監控以防爆炸風險。本次測試對比重點針對上述四組分進行設備性能驗證。根據項目現場實測數據（下圖曲線所示），無論對比標氣數據還是實驗室數據，原色譜儀與我司拉曼分析儀均存在測量偏差，但拉曼分析儀偏差更小，整體測試性能優于色譜儀。且在實測過程中，色譜分析儀通氣后需等待10min達到穩定，而我司激光拉曼光譜氣體分析儀則僅需30s即可快速進入穩定狀態并完成數據采集，其響應速度遠超色譜儀。

方案價值

我司LRGA-3200EX激光拉曼光譜氣體分析儀徹底解決了客戶氣化爐出口合成氣在線監測中長期面臨的痛點，其主要價值主要體現在以下幾點：

1、實現快速精準的閉環管控

對于合成氣與高風險可燃氣的多組分實時監測，30秒內即可快速反饋各組分濃度情況，較色譜至少提速95%，且經對比測量精度更高，為準確地應急調控贏得關鍵時間窗口。

2、顯著降低運維成本

針對高溫高壓高粉塵的復雜工況，采用創新的預處理技術和全自動設計，良好地解決了傳統色譜分析儀在合成氣在線監測中維護頻繁（如探頭更換頻繁、載氣與色譜柱等耗材多）的痛點，實現24小時無人值守，大幅降低運維成本與人力投入。

3、夯實工藝優化數據基礎

除上述幾種重點組分外，四方儀器拉曼系統還具備同時對N2、O2與C2/C3高附加值烴類（如C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8等）及其熱值的同時監測能力，為工藝優化和資源精準回收提供更加全面、可靠的數據支撐。

項目現場