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气体分析仪和气体分析系统预处理的工艺和作用有哪些?

 发布时间:2021-05-07 点击量:132

气体分析仪在化工行业的应用已经十分的广泛,作为一种过程控制仪表,为化工生产过程控制、指导工艺提供了重要数据。使得工艺控制更适时、更准确,实现了生产优化和效益化。

不过在实际应用过程中,有很多的气体分析仪无法正常、可靠、持续的投入到运行中,无法发挥其真正的作用,主要原因就是对气体分析仪表运行条件认识不足,预处理单元没有发挥真正的作用,从而制约了气体分析仪的使用。

一、种工况下需要配备气体预处理单元

一般情况下,是否需要配备气体分析仪与处理单元,需根据客户现场工况和仪表的选型来确定,气体分析仪(系统)常见的检测方式分为直接检测和取样检测两种方式,常见的检测原理有电化学原理、氧化锆原理、物理原理(磁氧、镜面式露点仪等)、光学原理(激光原理、紫外原理、红外原理)

1、直接检测

直接检测是将分析仪探头直接安装在管道中,譬如不分光红外法气体分析仪、紫外气体分析仪、激光气体分析仪等采用光学原理的分析仪。

此类分析仪的特点是,能够在不影响被测气体本身状态的情况下进行实时检测、具有检测精准、响应时间快、传感器寿命长,尤其是它不需预处理单元,与传统的电化学原理、热导原理的气体分析仪相比有很大的优势。缺点是对采样位置要求苛刻、仪器安装和后期维护相对比较麻烦,且价格相对高一些。

2、取样检测

取样检测方式,是通过取样管,将需要检测的气体抽出后送至分析单元进行检测,取样方式下检测方式原理多样,不限于光学原理的分析仪、其他如电化学原理、氧化锆原理、物理原理等,实际可根据客户安装现场实际工况来确定使用那种原理。

需要使用气体分析仪、气体分析系统的场合,大多数是工业场合。如精细化工行业、煤化工行业、钢铁冶炼行业、制药行业等。多数工业过程气体,都会存在高温、高粉尘、高水分、腐蚀性、有毒有害等一种或多种的条件。

而气体分析仪又是一种精密的分析仪器,要得到精确的分析检测结果,对分析介质有很高的要求,粉尘、水分、压力、是否存在干扰气体等各种条件必须达到分析条件。

在选用取样检测方式且非光学原理的分析仪的情况下,大的难点就是如何取得适合检测条件的样气,此时气体预处理单元的作用就凸显出来了。粉尘含量高进行除尘、水汽含量高需要进行除水、压力过大或负压情况下需要配备气泵或减压阀进行压力调节、存在腐蚀性气体时预处理单元需要选用特殊材质。

二、气体分析仪的预处理单元的组成

2.1、取样部分

是整个取样单元的基础,主要零部件有粗过滤器、取样阀、稳压稳流装置、取样管道等。如果取样部分出现问题,那么再精密的分析仪也得不到准确的分析检测结果,因此在实际取样过程中需要小心谨慎、规范操作,确保取样到的介质没有得到污染。

2.2、样气处理部分

这是整个取样单元的核心部分,主要零部件有取样阀、、精密过滤器、干燥装置、压力表、流量计、取样泵、标准气和载气装置、气泵或水泵、清洗装置等。其作用是将取样到的气体进行处理(流量调节、压力调节、降温保温、除尘除水除湿、气液分离等),以达到分析仪的检测条件。

总的来说,气体分析仪预处理单元分为前预处理和后预处理两部分,前预处理单元进行取样和简单的初步预处理(稳压、稳流、降温、除尘)以减轻后预处理的负担。后预处理部分进行精细处理和过滤(温度、压力、流量、过滤、除湿、去除有害物、流路切换等)以达到分析仪检测条件。

三、气体分析仪预处理系单元的作用

² 流量调节,通过使用针阀、限流阀、单向阀、玻璃转子流量计等,使样气流量能够满足分析仪表的分析条件

² 压力调节,通过使用气泵、减压阀、背压阀等,使样气的压力能够满足分析仪表的分析条件

² 样气过滤,通过精密过滤、粉尘过滤器、气液分离器、干燥管、气动冷凝器等,将样气中的粉尘、水分、水汽等过滤掉

² 样气中和,其作用是中和样气的酸碱性

² 醇洗罐,其作用是稀释溶解样气中的有机挥发性气体

四、气体分析仪预处理单元的选型

预处理单元选型时,需考虑以下的几点来进行选型

样气取样点的选择,取样点选择在能反映工艺性质和组成变化的灵敏点,以构成快速循环回路的位置。

· 应选择样气温度、压力、清洁度、干燥度等条件尽可能接近分析仪要求的位置,这样可减少预处理单元部件。

· 取样探头的选择需根据行业实际工况来选择,一般石油化工等行业多选取直通式取样探头,此探头适用于含尘量极微小或无粉尘的气体。陶瓷烧结金属烧结等行业多选取过滤式取样探头,此探头适用于含尘量较高的气体。减压式探头,多用于高压样气的取样。

· 样气管路的选择,材质上一般选取316不锈钢或PTFE管路,管径以6mm为多。气路管接头一般情况下选择不锈钢双卡套接头以保证密闭性。

· 样气排放需根据现场工况来定,现场如有放空管道或回收装置,将分析完的样气排到放空管道或回收装置。如果没有需根据样气是含有毒害、易燃易爆或其他危险性气体来决定,毒害气体可采用高位高空排放,易燃易爆气体使用排火炬或阻火装置高位排放。

· 安装位置,建议现场就近安装,缩短气路到预处理系统再到分析仪的滞后时间,设计上尽可能的缩短滞后时间,这对实时控制具有重要意义

 

 

 

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