硫回收温度测量
在优化临界燃烧时，你能依靠操作员的眼球评价吗?工厂内测试证实红外可以更精确，并有助于提高工艺性能。
硫化氢(H2S)是一种在原油和天然气中发现的有毒气体。在所有温度下，它对碳钢和大多数工程合金具有腐蚀性。在原油或原始天然气等产品的精炼过程中，气态H2S是物理和化学处理的副产品。它必须从成品石油产品和管道质量天然气中去除，通常使用克劳斯工艺，这在大多数炼油环境中很常见。这就转化了无用的H2S转化为可回收的单质硫。
通常，克劳斯工艺在硫回收装置(SRU)中进行2S通过热和催化过程转化为硫。由于所涉及的反应复杂，需要精确的温度控制，特别是在反应炉中，以防止损坏耐火衬里。考虑到该过程的高温和腐蚀性，这对温度仪表来说是一个挑战。
温度测量
有两种方法来查看SRU中的温度测量和控制。一种是典型的气体处理厂，H的浓度2S是已知的，是常数。源源不断的流动有足够的空气燃烧三分之一的H2S会产生一个恒定的可重复温度，只要混合比例保持恒定，就不需要知道具体的温度。
另一种方法用于从各种来源获得原料的炼油厂或天然气厂。作业者必须不断监测原料气的成分，相应地调整混合比例，同时观察由于氨或碳氢化合物的意外负荷而导致的破坏耐火材料的温度偏移。在这些植物中，准确的温度测量是至关重要的，原因如下:
- 有助于避免耐火材料损坏;
- 为燃烧控制提供数据;而且
- 为混合比前馈控制提供数据。
考虑到这些数据的重要性，很少能找到一种植物在某种程度上不监控温度。
测量克劳斯炉的温度
随着富氧等工艺的出现，SRU中反应炉的温度控制具有了新的重要性。在更接近耐火极限的温度下工作，不仅需要精确的温度测量，还需要对过高的气体温度进行早期预警。因此，准确监测温度波动是至关重要的。
在SRU中有几种确定温度的方法，但最常见的三种方法包括“眼球”法、热电偶和红外温度计。
最常见的测量温度的方法是由训练有素的操作员通过视觉(眼球)评估，他们只需看着一个视口，观察燃烧过程的颜色。令人惊讶的是，一些操作员可以估计温度在50°C以内。当一种植物缺乏这样训练有素的眼睛时，颜色/温度袖珍卡可以让新手估计温度。这些可以精确到100到200°C。虽然在有利的情况下，你可以为这种方法的准确性和可靠性争论，但使用适当的测量设备是确定温度的更有效的方法。依赖于操作员也排除了创建自动控制的可能性。
当涉及到SRU中的仪器仪表时，热电偶和红外温度计(IR-Ts)可能是两种应用最广泛的方法。每一种都有自己的优点和缺点，不同的操作者偏好也不同。
考虑到温度水平，热电偶实际上是传统传感器的唯一选择。然而，严酷的克劳斯环境对任何类型的温度探测器都是非常困难的。强腐蚀性H2S在1315°C(2400°F)结合燃烧振动和热冲击会缩短热电偶的使用寿命。为了提高测量的可靠性，通常使用多个温度计套管和清洗。然而，这些保护措施使得探头难以反映实际气体温度。另一方面，嵌入耐火材料中的热电偶可以在炉内任何位置提供准确的耐火温度测量，并且在用作高温停机系统的一部分时非常有用。
ir - t可以安装在燃烧过程的外部，通过视口读取到SRU，有效地解决了恶劣环境的问题。像热电偶一样，ir -t可以测量局部耐火温度，因此它们也可以在高温停机系统中发挥作用。然而，测量气体温度是一些ir - t相对于热电偶的主要优势。由于气体温度导致克劳斯工艺过程中的耐火温度，检测气体的ir -t使工艺操作人员能够更早地检测到高温事件。一些IR-T设备只能读取一种类型的读数，因此需要单独的设备来读取气体和耐火材料的温度。然而，对于一个完整的控制系统，需要同时进行气体和耐火材料的测量。
测量气体和耐火材料温度
对于SRU操作员和工艺工程师来说，能够用一个IR-T同时测量气体和耐火材料温度非常重要。消除对气体和耐火测量系统的单独安装的需求被视为IR-T系统发展的下一个自然要求。单个IR-T可以通过使用多个波长来区分气体和难熔表面。该设备可以测量它所能看到的任何东西，因此它可以到达炉中用热电偶无法到达的点。
BOC在其位于英国曼彻斯特的SRU试验工厂进行了一系列测试，以确定IR-T测量与热电偶在热电偶井和嵌入耐火材料中的相对可靠性。
LumaSense Technologies与BOC合作，在不同的工作参数下，使用六种特定的波长(一些是吸收的，一些是透射的)评估IR-Ts。在严格控制条件下的试验装置上的测试结果表明，在不同的氨量、旁路量和氧气添加百分比下，气体温度的吸收波长呈现出最高的气体温度。结果还表明热电偶的放置对读数有显著影响。例如，埋在耐火材料表面以下5毫米的热电偶读数比测量耐火材料表面的红外温度计低140°C。这表明，环境因素阻碍了耐火热电偶报告真实的表面温度，这是IR-T能够克服的问题。
考虑到SRU所涉及的困难条件，任何可以从流程外部收集的信息都具有明显的优势。同时测量耐火材料和气体温度的能力，而不会暴露在高温和腐蚀性气体中，这比传统的温度探头具有更高的精度和可靠性。此外，ir - t允许更大的有效温度范围，易于互换，并在异常情况下为操作人员提供更多的提前警告和更快的响应时间。
对于SRU操作人员来说，连续实时气体温度测量的主要优势是能够在炉膛内出现潜在危险温度时提供预警。快速响应时间是必不可少的，因为耐火材料的破坏会随着温度的升高而加速。例如，由于意外的碳氢化合物堵塞而导致的气体温度突然升高，可以在20毫秒内发出警报，提醒操作人员进行响应。同时耐火温度输出为您的高温停机/报警系统提供信号。
对于仪器仪表工程师来说，该安装的一个关键优势是只需要一个端口来满足最高气体温度和耐火温度。这意味着在新安装的单波长测量热电偶和红外装置中显着节省。与现有产品安装硬件兼容的系统设计也降低了升级客户当前安装系统的成本。
在硫磺回收装置的仪表方面，ir - t在可靠性、成本效益和易用性方面具有优势。此外，它们还具有安全优势，能够警告操作人员危险的操作条件。此外，为了防止克劳斯工艺过程中的高温损坏，同时测量气体和耐火材料温度的能力是至关重要的，特别是在使用氧气富集时。当考虑在硫磺回收等恶劣环境中使用温度仪器时，红外温度计提供了考虑的理由。
David Ducharme是LumaSense Technologies的Mikron产品经理。他拥有丰富的IR-T领域和应用经验，并在硫磺回收装置仪器方面工作了超过15年。
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