利用MAX300-IG在生物质气化领域快速定量分析合成气成分

近年来，人们越来越关注化石燃料燃烧和石化产品对环境和经济的影响。这导致人们开始寻找合适和现实的替代品，而气化正成为生产燃料和碳氢化合物的真正选择。

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气化法利用生物质、煤炭和废弃物等材料生成合成气(合成气)。欧洲杯足球竞彩合成气是一氧化碳、氢气和二氧化碳的可燃组合，其中含有少量甲烷和某些痕量污染物。合成气主要用作燃料资源，产生动力和热量，或通过费托反应转化为产品，如氢，用于生产肥料或燃料电池，或液体燃料。

的MAX300-IG

使用合成气的化学和气化方法取决于获取离开反应器的气流成分数据的能力。

这个MAX300-IG是一个7^th生成过程质谱仪能够对浓度在100%到10ppb范围内的许多化合物进行定量分析。该工具使用了19mm四极质量过滤器，可实现高分析重复性，并提高了长期稳定性。

EERC测试设施

MAX300-IG用于监测北达科他州大学能源与环境研究中心试点设施的合成气生产。可以使用流化床气化炉或夹带流气化炉配置该工具，然后使用它来分析压力波动吸收、费托合成、氢膜分离和煤预处理的影响。

生物质或煤粉在超过1000°C的温度和高达70bar的压力下供应至气化炉。气化炉温度、固体燃料进料流量以及氧气、蒸汽、氮气和循环合成气流量可进行密切监测和控制。

气化炉产品经过过滤以消除颗粒，然后将其输送到一系列固定床(图1)。每个床都有温度控制，可以装载用于催化剂/吸附剂分析或改造合成气。

图1。试点气化炉和合成气调节系统

系统中的许多端口都允许在每个阶段进行气体取样。从床上出来的最终产品，然后进行路由，以检查其他设备或工艺。2020欧洲杯下注官网气化炉生产由一组分析仪观察，这些分析仪被放置在从第二固定床的流上。在被许多拉曼激光分析仪和气相色谱仪检测之前，该气流通过淬火冷凝器来消除水分和挥发性有机物。

采样过程可以在一个小时内完成，在这段时间内，各组分的浓度(N_2.阿,_2.H_2.有限公司有限公司_2.因为,CH_4.H_2.O、 H_2.S） 通常每15分钟更新一到三次。

MAX300-IG分析结果

开发了一种分析技术，以确定合成气流中的关键成分以及常见的硫污染物（图2）。在0.4秒内测量并记录所有部件。该技术的总分析时间小于6秒。

图2。MAX300-IG合成气分析方法包含分析物清单、检测质量和校准值。这张图片是Questor5软件的屏幕截图。

合成气工艺由在线的MAX300-IG操作，以检查烘烤木颗粒的气化情况（图3）。合成气成分不同，大约每15分钟循环一次，这是过滤容器编程脉冲的结果。

这些程序肯定了他们的能力MAX300-IG以识别样本流中的快速变化。对稳定合成气组合的研究结果表明，MAX300-IG定量数据在4h内的分析稳定性(表1)。

表1．在稳定的合成气混合物上进行4h MAX300-IG分析，记录了主要合成气组分的平均浓度。每个浓度是1790个分析点的平均值。

组件	平均浓度(%)	标准偏差
氢	30.35	0.016
一氧化碳	29.57	0.022
二氧化碳	19.99	0.012
氮	13.57	0.044
甲烷	3.03	0.003
乙烷	0.51	0．002

低水平的硫污染物也可以使用MAX300- IG在电子倍增器的帮助下进行测量，这是双检测器选项的一部分(图4)。该选项将质谱仪的检测范围扩大到10ppb。硫浓度的增加是催化剂分解的重要指标。

图3。主要合成气组分的MAX300-IG分析。在4小时的分析中记录了3225个样本。

图4。MAX300-IG检测合成气中ppm级硫化物。在1小时7分钟的采集期间，记录了628个分析周期。

即使在ppm水平下，信号稳定性也非常好，这可以通过硫趋势相当均匀的部分上的分析标准偏差来显示（表2）。

表2．在MAX300-IG电子倍增器上记录的合成气硫组分平均浓度。每个浓度是在20分钟内记录的188个分析点的平均值。

组件	平均浓度（ppm）	标准偏差
硫化氢	7.9	0．15
羰基硫	8．1	0．20

在气化中的进一步应用

MAX300-IG证明了其快速描述和量化合成气混合物的灵活性。它的灵敏度足以识别百万分之一及以下水平的痕量成分，以及在0.4s以下执行所有测量的速度。质谱仪的速度表明，MAX300-IG可以自动观察多个采样点的气体成分，从而在每个点20秒时提供一整套浓度。

在EERC，在反应器下侧的端口进行补充取样，可以对固定床的功能和效率产生重要的了解，或用于研究氢膜分离或费托产品。

在使用合成气的大型装置（如合成气厂）中，MAX300-IG及其前身几十年来建立了自动分析和过程控制标准（图5）。

图5。氨过程的图解。过程质谱计的典型分析点显示在每个编号的位置上。所需的合成气可以通过天然气重整或气化产生。11个样本点的总分析周期时间<4分钟。

结论

这个MAX300-IGMAX300-IG是一种理想的工具，能够评估气化炉中的许多合成气组分，从100%降低到ppm水平，因此，MAX300-IG可以轻松取代涉及多种设备和技术的复杂分析仪器。MAX300-IG的速度和灵活性，以及在恶劣和危险的工业条件下24小时运行的能力，使其适合监测生产规模的气化和其他相关的下游化学过程。

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