露點檢測應用—高爐空氣

應用背景：

高爐煉鐵是鋼鐵生產中的重要環節。盡管世界各國研究發展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產率高，能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產量的95％以上。

高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），而由鼓風機送來的冷風通過熱風爐被加熱成為熱風，立刻從位于爐下部各鼓風口連續吹入爐中。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。

高爐操作時由爐頂排氣管排出之氣體，一般稱為爐頂氣。爐頂氣須在的原則下，盡量除去其所含塵埃。一般高爐工廠皆多采用除塵器連合次級氣體清凈設備以處理此項爐頂氣體。處理過的清凈爐頂氣其含塵量一般可低至0.01g/nm3以下。又由于爐頂氣尚具有相當高的熱值量可供再燃燒生熱。一貫作業鋼鐵廠通常收回此項氣體作為加熱熱風爐及鍋爐之用。

含水量檢測的重要性：

調濕鼓風（Moisture addition for blast）是一項越來越常用的高爐效率改進技術。由于鼓風的溫度近年已有相當程度的提高，因此在鼓入高爐中的熱風中添加較多量的水蒸汽已成為可能。

當熱風鼓入高爐后，熱風中之水分，在鼓風口附近高溫區，急速被周圍的焦炭所還原而分解，為一吸熱反應。就此而言，焦炭的消耗量增高，但生成多量的還原性氣體CO及H2；尤其是H2氣體在高溫時為比CO氣體更強之還原劑，能使鐵礦石之還原加速，高爐的生產能力增加。故就整個高爐而言，每噸生鐵所消耗的焦炭量反而可以減低，單位時間的生鐵產量增加。當然為了補償鼓風中水分在鼓風口前的分解吸熱，送風的溫度也應對應提高。

一般鼓風中的水蒸汽添加量大約在20~35g/Nm3之間，如果水分不受控制的添加過多，則非但起不到過程優化的作用，反而會損害高爐，嚴重情況下將導致停工檢修，損失會非常巨大。

檢測技術：

一般采用耐高溫的鏡面式露點儀對高爐空氣進行水分監控。其典型監控采樣點有三處

環境空氣進氣口；

冷風預加熱后端（此時氣體溫度170 ℃左右）；

*加熱的熱風口處（此時氣體溫度可高達1200 ℃）

熱風口處的采樣氣體因為溫度太高，不可能對它進行直接測量。需要用帶保溫的采樣系統將氣體降溫到相對適合的溫度（不低于90 ℃）后，進行測量。