Boreal Laser的激光气体分析仪在原铝冶炼厂的应用

激光气体分析仪可提高原铝冶炼厂氟化氢监测效率

        Boreal Laser的GasFinder系列HF激光分析系统在北美、南美、欧洲、亚洲、澳洲以及中东等地区超过45个国家的原铝冶炼厂都有广泛的应用。Boreal Laser的HF分析系统具有精准测量、维护量小等优点，深为广大用户所信赖。

       原铝冶炼会产生大量的HF气体，出于工作人员人身**和环境质量双重需求，必须在原铝厂布置多个HF监测点。历史上，监测HF采用过多种方式，诸如盒式取样器、化学分析法以及复杂昂贵的总管采样方式。近些年，红外分析仪开始应用于屋顶HF开路监测。其中，激光气体分析仪因其具有超高的灵敏度和测量精度以及快速的响应时间，取得了越来越广泛的应用。激光气体分析法较之前的分析方式更为简便、有效！

       Boreal Laser的GasFinder系列便携式激光气体分析仪经过了广泛的市场验证，其在测量车间屋顶、烟气排放管道以及厂区围墙边界的HF方面，具有精准、高效的特点。GasFinder系列产品主要有GasFinder2（开路便携式）、GasFinderFC（光纤耦合便携式）、GasFinderFCr（光纤耦合机柜安装式）、GasFinder3-OP（新一代开路便携式），GasFinder3-DC（新一代双通道原位安装式）等。Boreal Laser的产品线齐全，可满足多种多样的应用需求。

为什么采用激光气体分析法？

激光气体分析法在测量原铝冶炼厂的HF方面较其他诸多分析方法具有显著的优势：

★ 采用红外光学吸收法，可直接测量HF，不需要通过二级测量（如，测量F离子）计算HF浓度。激光法的另一个显著的优势是可以原位测量，因此可以克服采样系统导致的不确定性及错误，对异常活跃的HF气体而言更是如此。

★ 激光法不受其他组分干扰 — 采用的激光束的带宽是检测到的HF气体吸收线宽度的十分之一，因此，激光法可以很好的隔绝其他气体组分的干扰，包括气体中经常存在的H2O和CO2，而H2O和CO2会干扰传统的红外检测器。正因为如此，激光法可以实现远距离探测，*大可达1千米。此外，采用低功率的激光器还可以保障人眼**。

★ 激光法可实时测量HF数据 — 典型的响应时间是1秒。因此，可根据HF的实测浓度对实践工艺进行实时的调整，*大程度地减少HF气体的排放。

★ 激光气体检测器采用的可调谐激光二极管（TDL）体积非常小、性能稳定，在适用的温度范围内可以长时间可靠运行。因此，激光气体分析仪基本上是免维护的。TDL的激光可分出多束信号，很容易实现多通道测量，大幅降低使用成本。

图1：GasFinderMC多通道激光气体分析仪是原铝冶炼厂典型的配置方案

      Boreal Laser的GasFinder系列HF激光气体分析仪具备可靠性、易用性、实用性等多方面的优势。“无相调节”砖利技术的引入，使系统具备了无需调节电子器件的特点，对其使用人员无专业性要求，无需复杂调节既可实现不同光路距离的测量，更为便捷。Boreal的另一个**的技术革新是引入了长久内置的稳定HF参比池。结合全谱扫描和比率计算图，HF参比池可实现：

● 无跨度漂移；

● GasFinder出厂校准后无需现场校准；

● GasFinder可精准锁定HF气体，不受其他组分干扰。

       Boreal Laser具有多种不同类型的HF激光气体分析仪。其中便携式GasFinderFC由集成化的一体式收发器单元和远程定位安装的被动“反射器组”组成，收发器安装在XY双轴底座上，结合瞄准望远镜和内置可视激光源，很容易实现准直。可实现从1m到1000m超远距离监测，电池驱动，重量不足5 Kg，从开机到开始HF测量耗时不超过5分钟。

       GasFinderFC是便携式光纤耦合激光气体分析仪既可用作开路测量，也可以用作过程及在线烟气分析，烟气分析是其主要应用。

      GasFinderMC是多通道激光气体分析仪，*大可同时测量8个独立的光路。CCU中央控制器发出的激光信号由光纤输送至集成发送和接收功能的一体式探头。GasFinderFC和GasFinderMC都可配置开路式探头和用于烟道或管道测量的对穿式探头。

应用举例：

1、车间屋顶开路监测

车间屋顶排放传统的检测方法是采用盒式采样器，需要耗费大量的人力，而且无法分析实时排放情况。GasFinder可设置在车间屋顶两端，实时连续测量整个大范围光路区域上的排放状况，因为测量是连续的，因此可依据得到的结果对生产工艺实时做出调整，*大程度地降低HF排放量。在与全球范围内大型的铝业公司进行的四项独立的详细对比研究中得到的数据表明GasFinder HF数据与标准盒式采样数据的误差在5%以内。

图2：GasFinderMC开路探头可测量屋顶开路空间，可达500米

2、HF入口、出口烟道测量

铝电解炉中产生的HF收集起来后通过管道输送到洗涤塔，洗涤塔可将HF除去。同时测量洗涤塔入口和烟囱出口的HF浓度，可检测洗涤塔的洗涤效率，反应工艺参数变化对排放的影响，并确认排放是否符合环保要求。图3是典型的洗涤塔入口管道安装应用。

图3： GasFinderMC对穿式探头可用于HF洗涤塔在线测量

3、厂界围墙HF监测： 

由于HF属于剧毒气体，且易溶于水生成强腐蚀性的氢氟酸，危害很大，因此其排放相当敏感，相邻的工厂之间出于**考虑以及责任划分，需要监测临界围墙上的HF扩散状况。此外，临近居民区的涉HF工厂的向外扩散情况也是当地居民及环保局关注的焦点。便携式GasFinder是此类监测需求的理想选择。

4、其他应用：

除此之外，GasFinder系列HF监测系统还具备多种应用，比如：

■ 逃逸排放研究：确定主要的排放源，并实施流程更改，以降低HF水平。一些冶炼厂表示，由于使用便携式HF气体分析仪进行了此类研究，HF排放减少了50%；

■  阳极车间HF水平；

■  用于控制起重机驾驶室内的HF水平；

■  用于校准其他早期安装的监测设备等等。