在線(xiàn)分析在空分中的應用

空氣分離中在線(xiàn)分析主要包含兩個(gè)方面，一是對工藝穩定和生產(chǎn)安全的相關(guān)參數進(jìn)行分析?？辗衷O備的特點(diǎn)是整個(gè)工藝裝置龐大，穩定性一旦破壞就需要很長(cháng)時(shí)間才能恢復，所以需要將裝置中的重要成分及時(shí)地提供給操作人員；二是對產(chǎn)品質(zhì)量的監測，空分設備的產(chǎn)品質(zhì)量對冶金企業(yè)后續的冶煉工藝直接影響，必須把好質(zhì)量關(guān)。

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氫化合物含量。

目前大型空分設備多數采用全精餾提氬流程，工藝氬中過(guò)量氫的分析已無(wú)需設置。

2 空分中在線(xiàn)分析儀器的配置

目前國內大型空分設備的分析儀以進(jìn)口為主。

(1)在國內空分行業(yè)，百分比氧含量分析大多數采用ABB或SERVOMEX的磁力機械式氧分析儀。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)測量氧含量。特點(diǎn)是不需要參比氣，測量精度高，分辨率和靈敏度高，穩定性強，線(xiàn)性輸出，無(wú)需維護。

(2)微量氧分析在國內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，但由于其燃料電池是一種消耗品，所以對預處理系統和空分設備停車(chē)時(shí)的電池保護要求比較高；氧化鋯式氧分析儀的優(yōu)點(diǎn)是測量范圍比較寬，壽命比較長(cháng)，但由于其在測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)生測量偏差，而且當氧離子從濃度高的一側向另一側遷移產(chǎn)生電勢的時(shí)候容易因擴散不及時(shí)而形成梯度，從而影響測量精度。

(3)由于空分設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)一定要選擇好最小量程指標，如果儀器的最小量程指標過(guò)大，工藝中所控制的濃度就會(huì )跑到儀器靈敏范圍以外，工藝參數就不能得到準確的測量。目前國內多數用戶(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)測量池，主要包含紅外光源、樣氣池和檢測器。當測量光束通過(guò)測量氣室時(shí)，樣氣吸收池內樣品氣所含的二氧化碳將吸收這一波長(cháng)的紅外光，透過(guò)的紅外光因此而產(chǎn)生衰減，檢測器測量出相對的紅外能量，從而可得知樣氣中的二氧化碳含量。

(4)國內用戶(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，且目前國內水分析儀產(chǎn)品質(zhì)量與國外產(chǎn)品差距沒(méi)有其它分析儀器那么明顯，因此國產(chǎn)分析儀器已被國內空分用戶(hù)廣泛接受。

(5)空分中的氬分析以熱導式分析儀比較常見(jiàn)，該儀器是基于不同氣體導熱率不同的原理來(lái)設計的，適合于分析二元氣體或相當于二元氣體的混合氣體中的氬氣、氦氣、氫氣等組分的百分比體積測量。

(6)國內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，且在空分行業(yè)中使用的時(shí)間比較長(cháng)，已具有一定的應用經(jīng)驗；后者的精度好，靈敏度高，人機界面好，操作容易，維護簡(jiǎn)單，且該公司產(chǎn)品還可同時(shí)檢測氬中的微量氫含量，但相對價(jià)格較高。

(7)考慮到空分的生產(chǎn)安全，大多數流程中都設置了主冷液氧中乙炔及其它碳氫化合物的在線(xiàn)分析， 目前國內選用最多的是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)檢測器來(lái)測定烴類(lèi)化合物。VISTA的應用時(shí)間較長(cháng)，穩定性較好，操作方便；MAXUM在先進(jìn)性方面見(jiàn)長(cháng)，軟件功能比較強大，但對使用及維護人員來(lái)說(shuō)比較難掌握。

3 空分分析系統的預處理

空分的樣品氣比較干凈和干燥，所以冶金企業(yè)預處理相對來(lái)說(shuō)不如石化等行業(yè)那么復雜，從功能上來(lái)說(shuō)大致可以分為四步：

3．1 穩壓

分析儀器對進(jìn)表的氣體要求在一定的壓力范圍內，所以樣品氣在進(jìn)表之前需要進(jìn)行穩壓。有的帶氬流程的設備中氬的部分測點(diǎn)壓力很低，需要用泵來(lái)增壓，而內壓縮流程中的高壓測點(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，在預處理裝置中一般都要考慮對樣氣進(jìn)行過(guò)濾。

3．3 旁路

由于分析室離現場(chǎng)都比較遠，而分析儀器進(jìn)表的氣體流量都比較小，一般采用大量旁路來(lái)實(shí)現檢測的快速響應，從測量點(diǎn)來(lái)的樣品氣大多數通過(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)，使分析儀器的檢測具有實(shí)時(shí)性。

3．4 穩流

根據不同分析儀器的要求，對各自的樣品氣的流量進(jìn)行穩流，以達到儀器的分析要求。

總之，空分中在線(xiàn)分析也是一個(gè)完整的系統工程，在選擇和使用上要多分析，多比較，多總結，才能使分析系統在生產(chǎn)過(guò)程中充分地發(fā)揮作用。 高效液相色譜儀相關(guān)文章:高效液相色譜儀原理