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Analyseur de gaz de procédé à laser à diode accordable (TDL) in situ pour la surveillance de l'oxygène dans le procédé de transformation du charbon en liquide

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Comment l'analyseur de gaz de Cubic Instruments permet une surveillance plus sûre et plus efficace du processus de transformation du charbon en liquide ?

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Le contexte : Répondre à la demande d'énergie par la conversion du charbon en liquide

Avec la croissance continue de la demande d'énergie, la conversion du charbon en liquide (CTL) s'est imposée comme une méthode de conversion énergétique importante dans le monde entier. En Chine, la structure des ressources énergétiques se caractérise par l'abondance du charbon, la limitation du pétrole et la rareté du gaz naturel. Pour exploiter les ressources en charbon du pays et les convertir en produits pétroliers, une entreprise chimique de Ningxia, en Chine, a lancé un projet de liquéfaction indirecte du charbon d'une capacité de 4 millions de tonnes par an. Il s'agit du plus grand projet chimique unique au monde avec une échelle d'investissement unique. Le processus de liquéfaction du charbon offre une nouvelle possibilité d'utiliser les ressources en charbon, de réduire la dépendance à l'égard du pétrole et de promouvoir le développement économique. Cependant, ce processus présente également plusieurs défis.

Le défi : assurer la sécurité de la production tout en maximisant l'efficacité de la production

Dans le cadre d'un projet de transformation du charbon en liquide à si grande échelle, les principaux défis consistent à garantir la sécurité de la production et à en améliorer l'efficacité autant que possible. Le charbon et l'oxygène sont les principaux réactifs du processus de transformation du charbon en liquide. Sous haute température et pression, le charbon est converti en gaz de synthèse (monoxyde de carbone et hydrogène). Le gaz de synthèse subit ensuite la synthèse Fischer-Tropsch à l'aide d'un catalyseur, ce qui produit une huile synthétique contenant des hydrocarbures, des composés oxygénés et de l'eau. Les hydrocarbures étant inflammables et explosifs, leur réaction avec l'oxygène peut entraîner des explosions. Il est donc essentiel de maintenir un environnement opérationnel sûr tout au long du processus de transformation du charbon en liquide afin de prévenir les risques potentiels.

Outre la sécurité, l'optimisation de l'efficacité de la production est un autre facteur essentiel. La concentration en oxygène est l'un des paramètres clés qui affectent directement l'efficacité de la gazéification : plus la concentration en oxygène est élevée, plus la réaction est rapide. Cependant, une concentration d'oxygène trop élevée peut provoquer une suroxydation, entraînant la formation de dioxyde de carbone et d'eau, ce qui réduit la quantité de gaz efficace produite et a un impact négatif sur l'efficacité de la production. Le contrôle de ces variables est essentiel pour optimiser le processus de conversion et maximiser l'efficacité globale de la production.

Par conséquent, la surveillance en ligne de la teneur en oxygène dans le processus de transformation du charbon en liquide est une exigence technique essentielle pour garantir à la fois la sécurité et l'efficacité. Pour relever ces défis, l'entreprise de chimie du charbon de Ningxia a décidé de mettre en œuvre un nouvel ensemble d'instruments d'analyse de l'oxygène en ligne pour la surveillance et le contrôle en temps réel de la teneur en oxygène dans le processus de transformation du charbon en liquide.

L'approche : La solution complète d'analyse des gaz par laser à diode accordable (TDL) de Cubic Instruments, qui offre une précision exceptionnelle dans la surveillance de la teneur en oxygène

Cubic Instruments, l'un des principaux fabricants de capteurs de gaz intelligents et d'analyseurs de gaz avancés, fournit une solution complète d'analyse de gaz par laser à diode accordable (TDL) pour ce projet de transformation du charbon en liquide à grande échelle au Ningxia. La solution se compose de quatre parties : l'unité d'échantillonnage, l'unité de prétraitement, l'unité de contrôle et l'unité d'analyse.

- Unité d'échantillonnage : Collecte du gaz provenant du processus de transformation du charbon en liquide et introduction du gaz dans le système d'analyse du gaz par laser.
- Unité de prétraitement : Elle utilise des filtres de précision pour éliminer la poussière et l'huile, purifie l'échantillon de gaz et veille à ce qu'il réponde aux exigences de l'analyseur de gaz au laser, ce qui permet des mesures et des analyses précises.
- Unité de contrôle : Elle reçoit les signaux de l'analyseur de gaz laser, traite les signaux bruts et garantit la précision des données.
- Unité d'analyse : Utilisation de l'analyseur de gaz laser avec une sortie de signal RS-485/RS-232 ou 4-20mA pour analyser avec précision la teneur en oxygène de l'échantillon de gaz et transmettre les données d'analyse en temps réel au système de contrôle distribué (DCS).

Les quatre éléments ci-dessus fonctionnent ensemble pour former la solution complète d'analyse de gaz par laser à diode accordable (TDL) de Cubic Instruments, garantissant un fonctionnement sûr et efficace dans le processus de transformation du charbon en liquide.

Dans l'ensemble de la solution, l'analyseur de gaz de procédé In-situ Cubic Instruments Tunable Diode Laser (TDL) GasTDL-3100 sert de composant analytique clé responsable de la mesure précise de l'oxygène. Alors que les unités d'échantillonnage, de prétraitement et de contrôle garantissent un échantillon de gaz stable pour l'analyse, le GasTDL-3100 mesure avec précision la concentration d'oxygène dans l'échantillon de gaz en temps réel. Le GasTDL-3100 permet aux opérateurs de surveiller efficacement et d'ajuster rapidement la concentration d'oxygène afin de garantir la sécurité et l'efficacité du processus.

Pour remplir cette fonction essentielle, le GasTDL-3100 est doté de caractéristiques avancées qui garantissent des performances et une fiabilité exceptionnelles. Basé sur la technologie de spectroscopie d'absorption laser à diode accordable (TDLAS), le GasTDL-3100 présente une sélectivité élevée pour l'oxygène, ce qui garantit l'absence d'interférences croisées avec les gaz de fond dans le processus de transformation du charbon en liquide. La conception in situ permet au GasTDL-3100 d'effectuer des mesures directement, avec un temps de réponse aussi rapide qu'une seconde, ce qui permet aux opérateurs de réagir rapidement aux circonstances imprévues. En outre, le GasTDL-3100 a une précision de mesure de l'oxygène allant jusqu'à ±1% FS, ce qui permet aux opérateurs de maintenir avec précision les concentrations d'oxygène dans des limites sûres. Au-delà de ses performances de base, le GasTDL-3100 présente également les caractéristiques suivantes : haute sécurité (capacité antidéflagrante certifiée Exd II CT6), simplicité d'utilisation, facilité d'entretien et longue durée de vie. Toutes ces performances exceptionnelles font du GasTDL-3100 un excellent choix pour la surveillance en ligne de la teneur en oxygène dans le processus de transformation du charbon en liquide.

Le résultat : Fournir des données cruciales pour une production sûre et efficace et favoriser le développement durable de l'industrie

La solution complète d'analyse des gaz par laser à diode accordable (TDL) fournie par Cubic Instruments pour le projet de transformation du charbon en liquide de Ningxia a permis aux opérateurs de surveiller la teneur en oxygène en temps réel et de télécharger les données vers le système de contrôle central pour les enregistrer. Cette solution d'analyse des gaz fournit des données cruciales pour une production sûre et efficace, répondant ainsi aux défis du projet. Cubic Instruments se réjouit de pouvoir mener à bien d'autres projets, de contribuer au développement durable de l'industrie et de soutenir les efforts mondiaux en faveur de l'énergie propre et de la protection de l'environnement.

Pourquoi Cubic Instruments ? Premier fabricant mondial de capteurs et d'analyseurs de gaz avec plus de 20 ans d'expérience

En tant que premier fabricant de capteurs de gaz intelligents et d'analyseurs de gaz avancés, Cubic Instruments a développé une variété de technologies d'analyse de gaz de pointe grâce à des années d'expertise technique, notamment l'infrarouge non dispersif (NDIR), La spectroscopie d'absorption différentielle dans l'ultraviolet (UV-DOAS), la spectroscopie non dispersive (NDUV), la spectroscopie d'absorption par laser à diode accordable (TDLAS), le laser Raman (LRD), la diffusion de la lumière (LSD), la conductivité thermique (TCD), la spectroscopie électrochimique (ECD) et les technologies ultrasoniques. S'appuyant sur ces technologies exceptionnelles, les solutions complètes d'analyse de gaz de Cubic Instruments sont largement appliquées à la surveillance de l'environnement, à la surveillance des gaz de process, aux tests d'émissions automobiles, aux compteurs intelligents, etc. Avec plus de 20 ans d'expérience, un contrôle qualité rigoureux et une perspective globale, Cubic Instruments continuera à approfondir son expertise dans l'industrie de l'analyse des gaz et à contribuer aux efforts mondiaux en matière de développement durable.

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