在線(xiàn)分析在空分中的應(yīng)用
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在線(xiàn)分析在空分中的應(yīng)用
1 空分流程中典型的分析點(diǎn) 空分流程中典型分析點(diǎn)如下：
1．出凈化系統(tǒng)空氣中二氧化碳含量；2．再生污氮中水分含量；3．增壓膨脹空氣中水分含量；4．液空中富氧含量；5．污氮中氧含量；6．產(chǎn)品氧純度；7．產(chǎn)品氮中微量氧含量；8．氬餾分中氬含量；9．粗氬中氬含量；10．粗氬中氧含量；11．工藝氬中微量氧含量；12．工藝氬中微量氫含量；13．工藝氬中水分含量；14．精氬中雜質(zhì)含量；15．主冷凝器氧中乙炔及碳?xì)浠衔锖俊?nbsp;
目前大型空分設(shè)備多數(shù)采用全精餾提氬流程，工藝氬中過(guò)量氫的分析已無(wú)需設(shè)置。
2 空分中在線(xiàn)分析儀器的配置
目前國(guó)內(nèi)大型空分設(shè)備的分析儀以進(jìn)口為主。
(1)在國(guó)內(nèi)空分行業(yè)，百分比氧含量分析大多數(shù)采用ABB或SERVOMEX的磁力機(jī)械式氧分析儀。這種分析儀利用氧的順磁性，通過(guò)磁場(chǎng)電流與氧氣含量的線(xiàn)性關(guān)系來(lái)測(cè)量氧含量。特點(diǎn)是不需要參比氣，測(cè)量精度高，分辨率和靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，線(xiàn)性輸出，無(wú)需維護(hù)。
(2)微量氧分析在國(guó)內(nèi)一般選用燃料電池式氧分析儀或氧化鋯式氧分析儀。燃料電池式氧分析儀使用方便，產(chǎn)品本身無(wú)需維護(hù)，但由于其燃料電池是一種消耗品，所以對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)和空分設(shè)備停車(chē)時(shí)的電池保護(hù)要求比較高；氧化鋯式氧分析儀的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍比較寬，壽命比較長(zhǎng)，由于其在測(cè)量特別小的氧含量時(shí)容易受到還原性氣體成分的干擾而產(chǎn)生測(cè)量偏差，而且當(dāng)氧離子從濃度高的一側(cè)向另一側(cè)遷移產(chǎn)生電勢(shì)的時(shí)候容易因擴(kuò)散不及時(shí)而形成梯度，從而影響測(cè)量精度。
(3)由于空分設(shè)備中凈化空氣的二氧化碳含量極小，所以在選擇二氧化碳分析儀器時(shí)一定要選擇好小量程指標(biāo)，如果儀器的小量程指標(biāo)過(guò)大，工藝中所控制的濃度就會(huì)跑到儀器靈敏范圍以外，工藝參數(shù)就不能得到準(zhǔn)確的測(cè)量。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)用戶(hù)采用進(jìn)口的非分光紅外分析儀，該分析儀有一個(gè)光學(xué)測(cè)量池，主要包含紅外光源、樣氣池和檢測(cè)器。當(dāng)測(cè)量光束通過(guò)測(cè)量氣室時(shí)，樣氣吸收池內(nèi)樣品氣所含的二氧化碳將吸收這一波長(zhǎng)的紅外光，透過(guò)的紅外光因此而產(chǎn)生衰減，檢測(cè)器測(cè)量出相對(duì)的紅外能量，從而可得知樣氣中的二氧化碳含量。
(4)國(guó)內(nèi)用戶(hù)在選擇水分分析儀器時(shí)一般會(huì)考慮價(jià)格因素而采用國(guó)產(chǎn)儀器，主要原因是目前流行的空分流程都采用分子篩純化器來(lái)凈化空氣，所以因水分含量高而造成空分故障的可能性很小，且目前國(guó)內(nèi)水分析儀產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品差距沒(méi)有其它分析儀器那么明顯，因此國(guó)產(chǎn)分析儀器已被國(guó)內(nèi)空分用戶(hù)廣泛接受。
(5)空分中的氬分析以熱導(dǎo)式分析儀比較常見(jiàn)，該儀器是基于不同氣體導(dǎo)熱率不同的原理來(lái)設(shè)計(jì)的，適合于分析二元?dú)怏w或相當(dāng)于二元?dú)怏w的混合氣體中的氬氣、氦氣、氫氣等組分的百分比體積測(cè)量。
(6)國(guó)內(nèi)采用的氬中微量氮分析儀大致有MODELD和K2001兩種產(chǎn)品，前者具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，且在空分行業(yè)中使用的時(shí)間比較長(zhǎng)，已具有一定的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；后者的精度好，靈敏度高，人機(jī)界面好，操作容易，維護(hù)簡(jiǎn)單，且該公司產(chǎn)品還可同時(shí)檢測(cè)氬中的微量氫含量，但相對(duì)價(jià)格較高。
(7)考慮到空分的生產(chǎn)安全，大多數(shù)流程中都設(shè)置了主冷液氧中乙炔及其它碳?xì)浠衔锏脑诰€(xiàn)分析， 目前國(guó)內(nèi)選用多的是ABB公司的VISTA或SIEMENS公司的MAXUM工業(yè)氣相色譜儀。這兩種色譜儀都采用氫離子火焰(FID)檢測(cè)器來(lái)測(cè)定烴類(lèi)化合物。VISTA的應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，穩(wěn)定性較好，操作方便；MAXUM在性方面見(jiàn)長(zhǎng)，軟件功能比較強(qiáng)大，但對(duì)使用及維護(hù)人員來(lái)說(shuō)比較難掌握。
3 空分分析系統(tǒng)的預(yù)處理
空分的樣品氣比較干凈和干燥，所以冶金企業(yè)預(yù)處理相對(duì)來(lái)說(shuō)不如石化等行業(yè)那么復(fù)雜，從功能上來(lái)說(shuō)大致可以分為四步：
3．1 穩(wěn)壓
分析儀器對(duì)進(jìn)表的氣體要求在一定的壓力范圍內(nèi)，所以樣品氣在進(jìn)表之前需要進(jìn)行穩(wěn)壓。有的帶氬流程的設(shè)備中氬的部分測(cè)點(diǎn)壓力很低，需要用泵來(lái)增壓，而內(nèi)壓縮流程中的高壓測(cè)點(diǎn)則需要二次減壓，壓力過(guò)高時(shí)還需在取樣管道上設(shè)置安全閥。
3．2 過(guò)濾
為了防止固體顆粒進(jìn)入分析儀器，在預(yù)處理裝置中一般都要考慮對(duì)樣氣進(jìn)行過(guò)濾。
3．3 旁路
由于分析室離現(xiàn)場(chǎng)都比較遠(yuǎn)，而析儀器進(jìn)表的氣體流量都比較小，一般采用大量旁路來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的快速響應(yīng)，從測(cè)量點(diǎn)來(lái)的樣品氣大多數(shù)通過(guò)旁路直接排放，促使取樣管路中的樣品氣實(shí)時(shí)流動(dòng)，使分析儀器的檢測(cè)具有實(shí)時(shí)性。
3．4 穩(wěn)流
根據(jù)不同分析儀器的要求，對(duì)各自的樣品氣的流量進(jìn)行穩(wěn)流，以達(dá)到儀器的分析要求。
總之，空分中在線(xiàn)分析也是一個(gè)完整的系統(tǒng)工程，在選擇和使用上要多分析，多比較，多總結(jié)，才能使分析系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中充分地發(fā)揮作用。
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