冶金窑炉（高炉/转炉）烟气一氧化碳监测

一、设备核心应用场景

高炉烟气监测：高炉炼铁过程中，煤气成分中 CO 占比约 20%~30%，监测 CO 浓度可判断高炉内还原反应效率，同时预防煤气泄漏引发的中毒、爆炸风险。

转炉烟气监测：转炉炼钢吹炼阶段会产生含 CO 的转炉煤气，监测 CO 浓度是煤气回收（达标煤气需 CO 浓度 ≥35%）的关键依据，同时避免低浓度 CO 直接排放造成的能源浪费与环保问题。

二、设备选型核心要求（冶金场景适配性）

场景特性                                                                                                     设备应对要求

高温烟气（200~800℃）                                   配置高温采样探头、伴热管线，或采用原位式耐高温传感器

高粉尘（氧化铁、焦炭颗粒）                           内置陶瓷 / 金属滤芯，具备反吹清灰功能，防止探头堵塞

高湿 + 腐蚀性气体（含 SO₂、H₂S）                  传感器耐腐材质（PTFE、316L 不锈钢），配备气体脱水装置

工况波动大（压力、流量变化）                          具备压力补偿、温度补偿算法，确保数据稳定

三、主流监测设备类型及原理

1. 抽取式红外 CO 监测仪（主流选型）

工作原理

基于 非分散红外吸收法（NDIR）：CO 气体对特定波长（4.6μm）的红外线具有选择性吸收，吸收强度与气体浓度成正比，通过检测红外线衰减量计算 CO 浓度。

设备组成

采样预处理系统：高温探头（耐温 800℃）、伴热管线（温度控制 120~180℃，防止水汽冷凝）、粉尘过滤器（5μm 高精度过滤）、气体冷凝器 / 脱水器、真空泵。

分析单元：红外光源、气室、光电探测器、信号处理模块。

数据传输单元：支持 4-20mA、RS485、Modbus 协议，可对接 DCS 系统或环保平台。

优势

精度高（量程 0~5000ppm 时，误差 ≤±2% FS）；

抗干扰能力强，不受其他气体（如 CO₂、CH₄）影响；

维护方便，滤芯可在线更换，校准周期长（3~6 个月一次）。

2. 原位式激光 CO 监测仪（适用于恶劣工况）

工作原理

采用 可调谐二极管激光吸收光谱法（TDLAS）：激光束直接穿过烟道，通过检测特定波长激光的吸收信号，实时计算烟道内 CO 浓度，无需采样预处理。

优势

无采样损耗，响应速度快（≤1 秒）；

耐高粉尘、高温，适合高炉、转炉烟道原位安装；

免维护周期长（1~2 年），减少人工成本。

局限性

价格较高，比抽取式设备高 30%~50%；

安装对烟道开孔位置要求严格，需避免光路遮挡。

四、冶金窑炉（高炉/转炉）烟气一氧化碳监测设备关键技术参数（冶金专用）

参数项                                               典型指标

测量量程0~1000ppm/0~5000ppm/0~10000ppm（可选，按需定制）

检测下限≤1ppm

重复性        ≤±1%FS

工作温度采样探头：-20℃~800℃；分析单元：0℃~50℃

防护等级探头 IP65，分析柜 IP54

输出信号4-20mA、RS485/Modbus、以太网

校准方式自动零点校准、标准气体单点 / 多点校准

五、设备安装与维护要点

安装位置：

抽取式：探头安装在烟道负压区，距离弯头、阀门 ≥5 倍烟道直径，避免气流扰动；

原位式：激光发射器与接收器成对安装在烟道两侧，光路与烟道轴线垂直。

日常维护：

每周检查滤芯堵塞情况，及时更换；

每月检查伴热管线温度，防止冷凝；

每季度用标准气体校准一次，确保数据准确。

安全防护：

设备外壳接地，防止静电干扰；

烟道安装区域设置防爆装置，符合冶金厂防爆要求（Ex d II CT6 防爆等级）。

六、设备合规性要求

冶金窑炉（高炉/转炉）烟气一氧化碳监测设备需满足以下行业标准：

环保标准：《固定污染源废气 一氧化碳的测定 非分散红外吸收法》（HJ 965-2018）；

工业标准：《冶金工业烟气治理设备技术要求》（GB/T 39229-2020）；

防爆标准：《爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求》（GB 3836.1-2021）。