تحتوي مصانع الصلب على العديد من تيارات الغاز، لكن أجهزة تحليل الغاز الثابتة لا ترصد إلا النقاط التي تم تركيبها فيها. أثناء التشغيل التجريبي، أو استكشاف الأعطال وإصلاحها، أو فحوصات العمليات، غالبًا ما يحتاج المهندسون إلى إجابات من مصادر أخرى.
A جهاز تحليل غاز FTIR محمول يوفر بديلاً عملياً. بدلاً من تثبيت جهاز مخصص الغاز باستخدام جهاز تحليل في كل نقطة قياس مؤقتة، يمكن للمهندسين إجراء تحليل متعدد الغازات مباشرة إلى الفرن أو خط الغاز الخارج أو فرن إعادة التسخين أو المدخنة. تُعد تقنية FTIR مفيدة بشكل خاص عندما يتعين قياس عدة غازات في نفس الوقت.
أما بالنسبة لمصانع الصلب، فإن سهولة النقل ليست سوى جزء من المعادلة. إذ يحتاج محلل الغاز أيضاً إلى نظام أخذ عينات مناسب لأن غازات صناعة الصلب قد تكون ساخنة ورطبة ومغبرة وذات خصائص كيميائية عدوانية.
لماذا تحتاج مصانع الصلب إلى أجهزة تحليل الغاز المحمولة بتقنية FTIR؟
لا يوجد في مصانع الصلب حالة غازية واحدة أو هدف قياس واحد. فالأفران العالية، ومحولات أفران الأكسجين القاعدية، وأفران القوس الكهربائي، وأفران إعادة التسخين، وأفران الكوك، تُنتج تيارات غازية مختلفة، وتتطلب أنواعًا مختلفة من التحليل. على سبيل المثال، تُستخدم تطبيقات صناعة الصلب عادةً لمراقبة أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.2، و O2 في غازات العادم المنبعثة من أفران الصهر، بينما يمكن أن يشمل تحليل غازات العادم المنبعثة من أفران القوس الكهربائي أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.2، ح2، و2ومكونات أخرى. لذلك، فإن جهاز تحليل الغاز الدائم ليس دائمًا الأداة الأنسب لكل مهمة.
يصبح جهاز تحليل الغازات المحمول بتقنية FTIR ذا قيمة كبيرة عندما يحتاج المهندسون إلى:
- تحقق من عملية في موقع جديد أو مؤقت
- استكشاف أخطاء قراءات الغاز غير الطبيعية وإصلاحها
- قارن بين عدة أفران أو خطوط إنتاج
- تحقق من جهاز تحليل الغاز الثابت
- دعم عمليات التشغيل والصيانة
- دراسة التغيرات في ظروف الاحتراق
- قم بإجراء قياسات الانبعاثات المؤقتة
- قم بجمع بيانات الغازات المتعددة قبل اختيار محلل غاز دائم
تتيح هذه المرونة توفير الوقت أثناء عملية تحديد الأعطال وإصلاحها. فبدلاً من انتظار تركيب جهاز تحليل غاز دائم، يمكن للمهندسين نقل جهاز تحليل الغاز إلى نقطة القياس والحصول على البيانات الميدانية.
تُستخدم أجهزة تحليل الغاز المحمولة بتقنية FTIR بالفعل في قياسات العمليات، ومراقبة الانبعاثات، وقياسات المقارنة، وحملات القياس قصيرة المدى.
ما هي الغازات التي يمكن لجهاز تحليل الغازات المحمول بتقنية FTIR قياسها، وأين يمكن استخدامه في مصنع الصلب؟
يمكن لجهاز تحليل الغازات المحمول بتقنية FTIR أن يدعم القياسات عبر عدة مناطق في مصنع الصلب، شريطة أن يتوافق نظام أخذ العينات مع درجة حرارة الغاز ومستوى الغبار والرطوبة والمكونات المستهدفة.
| منطقة مصنع الصلب | الغرض النموذجي من القياس | مكونات الغاز المحتملة |
|---|---|---|
| فرن الانفجار | فحوصات الغازات المنبعثة وحالة العملية | CO، CO₂، H₂، O₂ |
| محول BOF | تحليل الغازات المنبعثة والعمليات | أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، الأكسجين |
| EAF | تحليل الغازات المنبعثة والاحتراق | CO، CO₂، H₂، O₂، H₂O |
| فرن إعادة التسخين | تحسين الاحتراق | أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، الأكسجين، أكاسيد النيتروجين |
| فرن الطبخ | فحص الوقود وغازات العمليات | CO، CO₂، CH₄، H₂ |
| مصنع التلبيد | تحليل غازات المداخن | أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكبريت، أكاسيد النيتروجين، الأكسجين |
| المكدس الرئيسي | التحقق من الانبعاثات | SO₂، NOx، CO، CO₂، HCl، HF |
يُمكن لجهاز تحليل الغازات المحمول بتقنية FTIR، والمُصمم خصيصًا لمصانع الصلب، قياس مكونات متعددة في آنٍ واحد، مثل أول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، والأكسجين، والهيدروجين، والميثان، وأكاسيد النيتروجين، وثاني أكسيد الكبريت، وبخار الماء، وكلوريد الهيدروجين، وفلوريد الهيدروجين، وبعض المركبات العضوية المتطايرة. ويجب تحديد قائمة الغازات المُراد قياسها وفقًا لعملية صناعة الصلب والهدف من القياس.
لا يمكن لجهاز تحليل الغازات أن يُنتج نتيجةً دقيقةً إذا تغيرت العينة قبل وصولها إلى خلية القياس. قد يحتوي غاز مصانع الصلب على غبار ورطوبة، كما أن بعض تياراته ساخنة أو مُسببة للتآكل. لذلك، تستخدم أنظمة أخذ عينات الغاز عادةً مجسات مُسخّنة، وفلاتر جسيمية، وخطوط عينات مُسخّنة لمنع التكثف وفقدان العينة.
كيف تقوم شركة ESEGAS بتصميم جهاز تحليل غاز FTIR محمول لمصانع الصلب؟
تستخدم شركة ESEGAS جهاز ESE-FTIR-100P كمنصة محمولة متعددة المكونات لإجراء القياسات الميدانية الصناعية، بما في ذلك مصانع الصلب. يستطيع محلل الغازات المحمول قياس غازات SO₂ وNO وNO₂ وCH₄ وHCl وHF وCO وCO₂ وO₂ وH₂O في آنٍ واحد، مع إمكانية إضافة مكونات أخرى مثل N₂O والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) حسب التطبيق.
لا يمكن لجهاز تحليل الغاز وحده حل مشكلة ضعف أخذ العينات. فإذا تكثفت الرطوبة أو وصل الغبار إلى الخلية البصرية، فقد يصبح القياس غير مستقر. لذلك، صممت شركة ESEGAS نظامها المحمول حول مسبار أخذ عينات محمول ومسار عينة. مسار القياس النموذجي هو:
مسبار أخذ العينات ← ترشيح الغبار ← خط أخذ العينات المُسخّن ← خلية غاز FTIR ← التحليل الطيفي ← تركيزات الغاز
يُعد الحفاظ على مسار العينة ساخنًا بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية، خاصةً بالنسبة للمكونات القابلة للذوبان في الماء أو المكونات التفاعلية.
غالباً ما تحتاج مصانع الصلب إلى المرونة بدلاً من نقطة قياس ثابتة أخرى. يجمع نظام ESEGAS بين تحليل FTIR متعدد المكونات والتصميم المحمول وتكوين أخذ العينات الخاص بالتطبيق. بالنسبة للموزعين ومشتري المصانع، يوفر هذا حلاً أكثر قابلية للتكيف: حيث يمكن لمنصة محمولة واحدة أن تخدم تحقيقات عمليات مختلفة بدلاً من أن تقتصر على فرن أو مدخنة واحدة.
خاتمة
يُتيح جهاز تحليل الغازات المحمول بتقنية FTIR لمصانع الصلب طريقة مرنة لدراسة تدفقات الغاز المعقدة في مختلف مناطق العمليات. ويكمن السر في مطابقة قياسات FTIR، وأخذ العينات، والترشيح، والتسخين، وتكوين الغاز مع التطبيق الفعلي.
