露点检测应用—高炉空气

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应用背景：

高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），而由鼓风机送来的冷风通过热风炉被加热成为热风，立刻从位于炉下部各鼓风口连续吹入炉中。在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。

高炉操作时由炉顶排气管排出之气体，一般称为炉顶气。炉顶气须在Z经济的原则下，尽量除去其所含尘埃。一般高炉工厂皆多采用除尘器连合次级气体清净设备以处理此项炉顶气体。处理过的清净炉顶气其含尘量一般可低至0.01g/nm3以下。又由于炉顶气尚具有相当高的热值量可供再燃烧生热。一贯作业钢铁厂通常收回此项气体作为加热热风炉及锅炉之用。

含水量检测的重要性：

调湿鼓风（Moisture addition for blast）是一项越来越常用的高炉效率改进技术。由于鼓风的温度近年已有相当程度的提高，因此在鼓入高炉中的热风中添加较多量的水蒸汽已成为可能。

当热风鼓入高炉后，热风中之水分，在鼓风口附近高温区，急速被周围的焦炭所还原而分解，为一吸热反应。就此而言，焦炭的消耗量增高，但生成多量的还原性气体CO及H2；尤其是H2气体在高温时为比CO气体更强之还原剂，能使铁矿石之还原加速，高炉的生产能力增加。故就整个高炉而言，每吨生铁所消耗的焦炭量反而可以减低，单位时间的生铁产量增加。当然为了补偿鼓风中水分在鼓风口前的分解吸热，送风的温度也应对应提高。

一般鼓风中的水蒸汽添加量大约在20~35g/Nm3之间，如果水分不受控制的添加过多，则非但起不到过程优化的作用，反而会损害高炉，严重情况下将导致停工检修，损失会非常巨大。

检测技术：

一般采用耐高温的镜面式露点仪对高炉空气进行水分监控。其典型监控采样点有三处

环境空气进气口；

冷风预加热后端（此时气体温度170 ℃左右）；

完全加热的热风口处（此时气体温度可高达1200 ℃）

热风口处的采样气体因为温度太高，不可能对它进行直接测量。需要用带保温的采样系统将气体降温到相对适合的温度（不低于90 ℃）后，进行测量。