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          使用温度测量监控蒸汽甲烷重整器的性能和启动

          来源: 作者: 发布日期:2020-10-15

           为了生产用于工业用途的氢气,世界各地的合成气(合成气)工厂都使用蒸汽甲烷重整器(SMR)。温度测量和监控是性能和安全的关键,尤其是在潜在危险的启动过程中。

           
          蒸汽甲烷重整器(SMR)使用蒸汽热(H 2 O),压力和催化剂将甲烷(CH 4)转化为氢气(3H 2)和一氧化碳(CO)。为使该反应发生,温度必须在700–1,000°C(1,292–1,832°F)之内,而压力则可在3至25 bar之间变化。这就是为什么准确的温度测量如此重要的原因。
           
          平衡与绩效的方法
          温度测量是蒸汽重整过程中的关键因素,它会影响催化剂和SMR单元的性能。SMR管的温度曲线以及入口和出口气体的分析,使操作员可以确定催化剂的性能。为此,工厂运营商使用平衡法(ATE)计算:
           
                            [气体出口温度] – [平衡温度]
           
          测量催化剂床出口处的气体温度,同时计算对应于气体组成的平衡温度。ATE值的增加是催化剂老化的标志。
           
          热电偶组件在SMR的特定点提供准确,可靠的温度测量,这对于监控ATE并确保良好的催化剂和重整器性能至关重要。
           
          启动程序和安全
          在合成气工厂中,启动蒸汽甲烷重整器是非常危险的过程之一。在启动过程中,操作员会引入热氮气来加热重整炉,直到温度达到露点以上。这是为了避免凝结会弄湿催化剂。温度达到露点后,将使用干蒸汽继续加热重整器,直到达到非常低操作温度,或者对于新鲜催化剂,达到催化剂的还原温度。
           
          在这些阶段,燃烧器管理非常关键。使蒸汽达到工作温度所需的热量约为重整甲烷所需热量的六分之一。如果操作员点火过多的燃烧器,环境将变得过热。发生这种情况时,问题会很快发展。如果炉管壁超过其温度极限,则重整管可以在不到30分钟的时间内熔化。
           
          为了在SMR启动过程中非常好地监控温度,在重整炉的不同区域安装多个温度传感器可以将信息直接传输到控制板是一个好习惯。这些传感器可以提供温度变化的预警,使操作员可以更好地管理燃烧器,并在必要时立即纠正航向。与传统的入口和出口集管温度测量值相比,重整炉的在线温度测量值可以更快地提醒操作员流量平衡问题。
           
          为了满足合成气厂等过热蒸汽应用的需求,WIKA美国已经开发了Gayesco Xtracto-垫®,屏蔽tubeskin热电偶组件与国家的非常先进的绝缘在SMR炉精确的温度测量。其可拆卸的热电偶设计意味着不必进行拆焊和重新焊接,从而使热电偶的更换更加快捷,简便且无故障。
           
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