硫磺回收比值仪
一、方案介绍
1.1应用背景介绍
硫磺回收比值仪主要应用于Claus工业回收硫磺工艺的过程气体控制，在硫磺回收装置中，部分H2S先和空气反应生成SO2，然后剩下的H2S和生成的SO2在催化剂的帮助下反应实现硫回收。为使硫回收过程达到的回收效果，需要通过控制空气进气量使反应气体H2S和SO2的摩尔比为2：1；为此需要在尾气出口配置一套硫磺比值仪，测量H2S和SO2浓度，并计算比值H2S/SO2，将信号传递给DCS，由DCS控制空气进气球阀，实现反馈控制；
1.2产品概述
SRA-3000激光气体分析仪是基于TDLAS技术平台自主开发的激光气体分析仪，可用于硫磺回收工艺管道内H2S和SO2浓度测量，该技术可以实现原位测量，无需预处理系统，直接将仪器发射单元和接收单元通过连接法兰安装在管道两侧。
硫磺回收工艺管道内含有大量的硫磺蒸汽，传统取样式分析仪必须考虑硫磺防堵措施，但实际使用过程中，因为各种因为，硫磺会或多或少在分析设备内壁富集，造成设备堵塞无法正常使用。SRA-3000激光原位气体分析仪，无需抽取工艺反应气，可以快速，准确，稳定的测量管道内的H2S和SO2浓度，解决了单质硫堵塞的难点问题。为防止蒸汽在仪器隔离镜片上的富集，吹扫气体采用高温吹扫气吹扫。
1.3工作原理（H2S、SO2）
激光气体分析仪基于的半导体激光吸收光谱技术（TDLAS），即“单线光谱"测量技术。系统采用可调制的半导体激光器为发光光源，通过调制半导体激光器的工作电流强度来调制激光频率，使激光扫描范围略大于被测气体的单吸收谱线。从而使半导体激光器发射的特定波长的激光束在穿过测量管时，被被测气体选频吸收，从而导致激光强度产生衰减。于是系统利用不同气体成分均有不同的特征吸收谱线及气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的Beer-Lambert关系，通过检测吸收谱线的吸收大小（即激光强度衰减信息）就可以获得被测气体的浓度。
但不同的是，传统非分光红外分析技术使用谱宽很宽且固定波长的红外光源，而TDLAS技术使用谱宽非常小(也就是单色性非常好)且波长可调谐的半导体激光器作为光源。因此，TDLAS技术具有传统非分光红外分析技术无法实现的一些性能优点。
1.3.1产品组成
SRA-3000激光气体分析仪采用原位安装形式，发射单元和接收单元通过连接单元直接安装在过程管道上，连接单元由吹扫接口、光路调整结构、根部阀门和安装法兰等组成。
发射单元
该单元包括半导体激光器、准直光学系统、驱动电路板和温控电路板。激光器被调制到特定的波长和频率，使其能够进行气体检测。在对发射单元进行清洁或其他维护时，机械连接法兰中的高温闸阀可起到隔绝过程管道和操作环境，防止危险气体泄漏的作用。
接收单元
接收单元通过机械连接法兰与测量管道连接，该单元包括光电传感器、透镜、接收主板、传感器板和显示板。透镜将准直激光聚焦于光电传感器上，然后探测的光信号被转化为电信号进行处理后，检测到二次谐波信号信息，再将二次谐波信息转化为浓度信息，并将浓度信息在接收端OLED屏上显示。
吹扫单元
在测量场合较为恶劣的条件下，为了能够保证SRA-3000激光气体分析仪能够长期连续运行，SRA-3000激光气体分析仪需使用吹扫气体对发射单元和接收单元上的光学窗片进行吹扫，避免测量环境中粉尘或其它污染物对光学窗片造成严重污染而影响测量。SRA-3000激光气体分析仪的吹扫单元由过滤器、减压阀和稳流装置等组成，可为SRA-3000激光气体分析仪的吹扫气体提供稳定流量的吹扫气源。
1.3.2工作流程
通上电源，开启根部阀，半导体激光器发射出的特定频率的激光通过发射单元穿过气体通道，接收单元中的传感器接收衰减后的激光束，并将测量信号传送给分析模块，分析模块通过对测量信号进行分析处理，得到被测气体浓度，气体浓度信息通过显示屏显示出来并通过标准接口输出。
为了防止粉尘和被测环境中其它污染物在视窗上聚集，需用工业氮气等气体通过吹扫入口进行连续吹扫，以便在光学视窗与工业气体间形成一段气幕保护。
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