氧化锆分析仪资料

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ZO-2000氧化锆分析仪说明书

ZO-2000氧化锆分析仪说明书

JB/T 8281—99《氧化锆氧分析器产品技术条件》适用于本仪器本仪器产品的“计量器具制造许可证”号码为: (苏) 制01000259 号。

1、简介本“操作手册”介绍的内容可帮助有关人士熟悉南京能斯特仪器公司生产的ZO--2000型氧化锆氧分析仪的安装、使用、操作、调校和一般性维护、检修。

ZO--2000型氧化锆氧分析仪是一种以微电脑为数据处理控制核心、以氧化锆固体电解质氧传感器为检测元件的小型智能化仪器。

主要用于测定“氮-氧、氩-氧”及其他惰性混合气体中的氧气体积比的单组份气体成分的定量分析。

本分析仪设计为在线连续工作方式,LED数字显示。

仪器可按现场工艺要求,可任意设定待测气体氧含量的上、下限控制点。

氧量超限时,发出声光报警信号及提供报警信号输出接点。

本仪器在总结以往现场使用经验的基础上,设计有密封式电炉和独特的二次超温保护功能,延长了电炉的使用寿命,提高了仪器的安全可靠性。

仪器设有4—20mA标准信号输出、RS-232通讯口以及氧含量上限超限报警信号输出,为仪器的现场闭环使用提供了条件。

该仪器自身可以配用气样过滤装置,使待测气样能得到净化处理,延长了传感器的使用寿命。

仪器可以根据用户现场的要求,内部加装抽气泵,因此可以直接使用在测量对象为负压的场合,不必另外考虑安装抽气装置。

该仪器设计精巧、紧凑是同类分析仪器中体积最小的产品,具有重量轻、制作精良、适应性强,外形美观大方,使用、操作简便等优点,尤其适用于石油化工、玻璃建材、磁性材料、冶金机械、化肥化纤、空分气体制造、电子、制药等行业的工艺性气体,保护性气体和需要在线定量检测惰性气体中氧含量的场合使用,也可以用于实验室测定和科学实验等场合,是气体成份分析检定、试验,相关产品的工艺、质量控制、检测的理想设备。

ZO-2000型氧化锆氧分析仪分为台式和嵌装式(盘式)两种外形,便于用户根据现场安装情况选用。

上述两种机型除仪器的外形和安装方式不同外,其技术性能指标、操作、使用、维修、调校方法均相同。

氧化锆分析仪氧化锆氧量分析仪 分析仪技术指标

氧化锆分析仪氧化锆氧量分析仪 分析仪技术指标

氧化锆分析仪氧化锆氧量分析仪分析仪技术指标氧化锆分析仪氧化锆氧量分析仪型号:WH/ZOY—4一、用途ZOY—4系列智能氧化锆氧量分析仪是一种应用牢靠的自动化分析仪表。

能与各种电动单元仪表、常规显示记录仪表及DCS集散掌控系统搭配作用,可对锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备在燃烧过程中所产生的烟气含量进行快速、正确的在线检测分析。

以实现低氧燃烧掌控,达到节能目的,削减环境污染。

ZOY—系列智能氧化锆氧量分析仪有ZOY型氧化锆探头(一次仪表)和ZOY氧量变送器(二次仪表)二部分构成。

可依据用户需要定做300—1200mm二、工作原理1、氧化锆锆管是一种金属氧化物,在高温下形成固态电解质具有传导氧离子的特性。

被测气体(烟气)通过探头过滤器,进入氧化锆锆管的内侧,参比气体(空气)通过自然对流进入探头氧化锆锆管的外侧。

当锆管内外侧氧浓度不同时,在氧化锆锆管内外两侧间会产生氧浓差电动势。

三、型号规格及技术指标1、技术指标① 基本误差:2%FS,仪表精度1级② 量程:0~5%O2;0~10%O2;0~20%O2;0~25%O2③ 本底修正:—20mV~+20mV④ 被测烟气温度:ZOY—4型低于700℃(低温型) ZOY—5型700~1000℃(高温型)⑤ 输出信号:可扩展双路隔离输出,0~10mADC和4~20mADC,实行光电隔离,直接和计算机联网。

⑥ 负载本领:0 ~1.2或0~600⑦ 环境条件:0~50℃;相对湿度90%⑧ 电源:220V10%,50Hz⑨ 功耗:变送器约8W,加热炉平均约50W⑩ 响应时间:90%约3秒氧化锆探头加热炉升温时间:约20分钟氧化锆探头寿命:氧化锆管按国际GB11169—89保用一年。

主体寿命5年以上。

甲醛分析仪使用前的注意事项甲醛分析仪是专门用于卫生防疫、环境保护、劳动卫生和石化等领域检测低浓度甲醛含量的直读式分析仪。

仪器采纳电压型掌控扩散电化学传感器,该仪器线性稳定、结果精准、精度高、抗干扰性强、超长使用寿命、操作简单。

横河Yokogawa氧化锆氧气分析仪氧量分析仪ZR22G ZR202G ZR402G资料

横河Yokogawa氧化锆氧气分析仪氧量分析仪ZR22G ZR202G ZR402G资料

General ZR22G 、ZR402G 、ZR202G 型 EXAxt Specifications 直插式氧化锆氧分析仪和高温湿度分析仪■概述这种分析仪由一支探头和一个变送器组成,它既可用作氧化锆分析仪,又可用作高温湿度分析仪。

探头为直插式的,变送器采用数字显示。

分析仪有两种型式:分离式和一体式。

顾名思义,一体式即探头和变送器连在一起,为一个整体。

分离式和一体式的氧化锆分析仪不需使用采样装置,可将探头直接安装在烟道壁或燃烧室内测量烟道气中的氧浓度。

变送器除氧浓度外,还显示电导池的温度和电势。

这种分析仪大量应用于监测大型或小型锅炉、各种工业熔炉和燃烧装置中燃烧气体的氧浓度,或用于低氧燃烧的控制。

高温湿度分析仪用于连续测量干燥器中热蒸汽的湿度,这种干燥器用电加热器或热蒸汽作为热源。

同干燥器一样,它也可用于湿润器的各种生产应用中,用来测量和控制湿度。

总之,这种分析仪用于这些应用场合能有效地提高生产率。

■特点:●探头的内置加热器可在现场进行更换,降低了维护费用。

●探头采用锆电极,其寿命长,可靠性高。

●探头采用三种参比气体补偿方式(空气自然对流、仪表气和压力补偿气)。

●分离式变送器采用LCD 触摸显示屏,操作方便。

●变送器可用作氧分析仪以及高温湿度分析仪。

●一体式分析仪的探头和变送器为一个整体,减少了接线、配管及安装费用。

这种装置采有光学开关, 现场操作方便。

●远程维护采用数字通讯(HART ),降低了维护费用。

*1●CENELEC ,CSA 和FM 防爆设备安全认证*1:HART 是HART Communication Fundation 的注册商标。

ZR402G■系统的基本配置系统配置—分离式●自动校正系统采用仪表气作为参比气。

为使校正更精确,应使用标准气瓶作为校正气。

●应用:大型锅炉和加热炉等的氧浓度监测和控制。

在干燥炉和湿度调节器中对湿度进行监测和控制。

系统配置—一体式●一体式分析仪见下图。

氧化锆气体分析仪篇

氧化锆气体分析仪篇

0.0496 =气体常数
T
=绝对温度 (oK)
P0
=参比氧气分压(21%)
P1
=待测氧气分压(%测试气体)
C
=本底电势(新镐头通常为±1mv)
三、低温型氧化锆探头的构造
热电偶 引线
热电偶
电极 引线
参比空气 电极接点
加热器 锆头
烟气中的O2
O2
外电极 (参比)
内电极 O2 火焰捕捉器 (测量)
四、高温型探头的构造
外部护套
纤维填料 氧化铝管
排气孔 样气
测量电极 引线
测试气体
参比电极 引线
参比 空气
热电偶 引线
四、典型分析仪(ZO 23)
样气组分 最小量程
O2
最小 0~10ppm
安装形式
AO2020 AO2040
注意事项
绝不能往仪表通入易燃混合气,因为它们将会在氧化锆 氧传感器里被引燃。
样气中不能有卤素、硫或硅(硅脂等),因为这些物质 会使传感器中毒。
Zr4+ O2O2Zr4+
O2- O2- Zr4+
Ca2+
O2-
O2 Zr4+ O2-
O2- O2- Zr4+
O2- O2 Zr4+ Zr4+ O2- O2O2- Ca2+ O2- O2 Zr4+
O2Zr4+ O2O2-
O2O2Zr4+ O2-
一、氧化镐分析仪的测量原理 固体电解质的导电性与温度有
样气必须是非凝集、没有腐蚀性且不含颗粒物质。
供气制氧培训资料
(氧化锆气体分析仪篇)
一、氧化镐分析仪的测量原理

氧化锆分析仪(课件二)

氧化锆分析仪(课件二)

2.1.1 直插式氧化锆分析仪结构组成
直插式氧化锆分析仪由氧化锆探头(检测器)
和转换器(二次表)两部分组成,两者连接 在一起的称为一体式结构;两者分开安装的 称为分离式结构。(直插式氧化锆探头外形 图)
氧化锆管工作原理图
2.1.2 抽吸式氧化锆氧分析仪
这类分析仪的氧化锆探头安装在烟道壁或炉
⑥仪器的安装部位应当水平,远离振动源;以防止




检测器不水平,而造成的样品对流不均所引起的误 差; ⑦分析仪周围环境要求通风良好,切忌密闭空间, 因氧量不均衡而引起的测量误差; ⑧分析仪周围切忌有可燃性气体,这会严重影响检 测器的准确测量; ⑨由于检测是在高温下操作,若待测气体中含有H2 和CO、CH4时,此物质会与氧发生反应,消耗部分 氧,氧浓度降低,引起测量误差。所以仪器在测量 含有可燃性物质的气体时应相应考虑此项因素,以 避免测量失准。 ⑩当测量含有腐蚀性气体时,应先用活性炭过滤。
3.4 样品处理注意事项
①需要对样品气进行控压处理,通常进仪器压力不 得大于0.05mpa; ②标气二次表输出压不得大于0.30mpa; ③进入仪器的所有气路管线都必须经过严格的查漏, 且此项工作在仪器正常工作时,每半年还必须进行
一次系统查漏; ④气路进仪器前,必须经过物理过滤器(10u); 发现气阻现象,可先行检查过滤网(过滤器); ⑤定期清洁分析仪风扇过滤网,每季度一次;环境 恶劣,需要经常清理,以防止因通风不畅而导致的 仪器过热现象;
3.2 定期对分析仪进行校准
氧化锆分析仪在使用过程中存在许多干扰因素,如 锆管的老化、积灰、SO2和SO3对电极的腐蚀等。 运行一段时间后,仪器的性能会逐渐变化,给测量
带来误差,因此必须定期对仪器进行校准,校准周 期通常为1-3个月,这要看仪器的使用环境和使用情 况而定。 校准时,不能使用纯N2作为零点气,通常零点气应 为满量程的10%;量程气是满量程的90%;现场采 用的是干燥空气作为量程气;零点气则采用 100ppm O2,这是因为到,零点在100ppm以下, 标气误差对仪器的影响太大且校验吹扫时间太长, 又不易吹到位;测量值采用测量线性的下延线。实 践证明,这种方法是明确而有效的。

氧化锆氧量分析仪

氧化锆氧量分析仪

氧化锆氧量分析仪氧化锆氧量分析仪(ZirconiaOxygenAnalyzer),又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表,重要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。

在传感器内温度恒定的电化学电池产生一个毫伏电势,这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。

将此分析仪应用于燃烧监视与掌控,将有助于充分燃烧,削减CO2、SOx及NOx的排放,从而为防止全球变暖及空气污染做出贡献。

同时,氧化锆氧量分析仪还可用于气氛掌控,精准明确掌控工艺生产过程;采纳两只探头测出干氧、湿氧可以换算出水分含量。

目录基本简介重要特点技术规格重要原理工作原理基本简介氧化锆氧量分析仪(ZirconiaOxygenAnalyzer),又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表,重要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。

在传感器内温度恒定的电化学电池产生一个毫伏电势,这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。

将此分析仪应用于燃烧监视与掌控,将有助于充分燃烧,削减CO2、SOx及NOx的排放,从而为防止全球变暖及空气污染做出贡献。

同时,氧化锆氧量分析仪还可用于气氛掌控,精准明确掌控工艺生产过程;采纳两只探头测出干氧、湿氧可以换算出水分含量。

氧化锆氧量分析仪广泛应用于多种行业的燃烧监视与掌控过程,并且帮忙各行业领域取得了相当可观的节能效果。

应用领域包括能耗行业,如钢铁业、电子电力业、石油化工业、制陶业、造纸业、食品业、纺织品业,还包括各种燃烧设备,如焚烧炉、中小型锅炉等。

氧含量监测随着人们环保和节能意识的渐渐提高,浩繁大中型企业如钢铁冶金、石油化工、火力发电厂等,已将提高燃烧效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保护环境等作为提高产品质量和加强产品竞争本领的紧要途径。

钢铁行业的轧钢加热炉、电力行业的锅炉等燃烧装置和热工设备,是各行业的能源消耗大户。

因此,如何测量和提高燃烧装置的燃烧效率、确定燃烧点,是非常令人挂念的。

氧化锆分析仪的系统概述及解决方案

氧化锆分析仪的系统概述及解决方案

氧化锆分析仪的系统概述及解决方案氧化锆分析仪的系统概述氧化锆氧量分析仪(又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表),主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。

在传感器内温度恒定的电化学电池(氧浓差电池,也简称锆头)产生一个毫伏电势,这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。

氧传感器的关键部件是氧化锆,在氧化锆元件的内外两侧涂上多孔性铂电极制成氧浓度差电池。

它位于传感器的顶端。

为了使电池保持额定的工作温度,在传感器中设置了加热器。

用氧分析仪内的温度控制器控制氧化锆温度恒定。

参比气体应为干燥清洁无油的空气(含氧20.60%)。

在参比气侧与被测气体侧氧浓度不同时,氧离子从高的一侧迁移到低的一侧。

电池输出就以对数的规律反应出被测气体中的氧浓度值。

氧化锆氧量分析仪的构成是由氧传感器(又称氧探头、氧检测器)、氧分析仪(又称变送器、变送单元、转换器、分析仪)以及它们之间的连接电缆等组成。

传感器装置由不锈钢外壳、测量电池、加热器、热电偶、过滤元件以及电缆接线端子等组成。

测量电池本体分为3层:铂(电极)─氧化锆(电解质)─铂(电极)。

铂电极是多孔性的。

烟道气体通过过滤器或校验气体通过传导管进入测量电池被测气体一侧,而另一侧为参比空气(含氧20.60%)。

两种含氧浓度不同的气体作用在测量电池,便产生一个以对数为规律的电势(两侧的氧浓度差愈大,电势信号愈大)。

毫伏信号经氧分析仪转换成4-20mA标准电流。

此电流由氧分析仪接线端子输出。

测量电池的工作温度设置为高于650℃-700℃的恒定温度,为了保持工作温度恒定,用一支K型热电偶测量电池的工作温度,经氧分析仪内的温度控制器调节加热器的加热电压。

当测量烟气温度高于700℃时,传感器组成中省去加热器和测温热电偶。

为了使测量电池的工作温度达到700℃,氧分析仪接受传感器中的K型热电偶输出的温度mV信号,与微处理器预置温度(毫伏)相比较,从而控制电池温度。

氧化锆分析仪的培训资料

氧化锆分析仪的培训资料

典型案例二:某石油化工企业应用案例
总结词
某石油化工企业通过使用氧化锆分析仪,实现了对石 油裂解过程中气体成分的精准控制,降低了生产成本 。
详细描述
该企业在石油裂解过程中,需要对气体成分进行严格 控制,以确保产品质量和降低生产成本。然而,传统 的分析方法具有滞后性和不准确性,无法满足实时控 制的要求。为了解决这个问题,该企业引入了氧化锆 分析仪,对石油裂解过程中的气体成分进行实时监测 和分析,从而实现了精准控制,降低了生产成本。
在使用过程中,应注意安全,避免接触高温、高压和 有毒物质。
在处理样品时,应注意样品的温度、压力和成分等参 数,避免对样品造成损坏或影响分析结果。
03
氧化锆分析仪维护与保养
日常维护
保持仪器表面清洁
每天用干净的抹布擦拭仪器表面,避免灰尘和污 垢的积累。
检查连接线
确保仪器的电源线和信号线连接良好,没有松动 或破损。
03
中的氧含量。
氧化锆分析仪的应用场景
钢铁行业
用于测量高炉、转炉和轧机等设备 中气体成分,控制炉温和产品质量 。
有色金属行业
用于测量熔炼和精炼过程中气体成 分,优化工艺参数和防止金属氧化 。
化工行业
用于测量合成和反应过程中气体成 分,确保生产安全和优化工艺参数 。
环境监测
用于测量大气和工业废气中氧含量 ,为环保监测提供数据支持。
02
氧化锆分析仪操作规程
操作前准备
确认仪表是否完好,检查连接是否牢固,检查电源是 否稳定。
了解氧化锆分析仪的原理、使用方法和安全注意事项 。
准备好使用氧化锆分析仪所需的工具和材料,如手套 、分析仪、样品等。
确认样品是否符合分析要求,如温度、压力、成分等 。
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氧化锆分析仪氧化锆分析仪在许多生产过程中,特别是燃烧过程和氧化反应过程中,测量和控制混合气体中的氧含量是非常重要的。

电化学法(氧化锆属电化学类)是目前工业上分析氧含量的一种方法,具有结构简单、维护方便,反应迅速,测量范围广等特点。

氧化锆氧量计是电化学分析器的一种,可以连续分析各种工业锅炉和炉窑内的燃烧情况,通过控制送风来调整过剩空气系数α值,以保证最佳的空气燃料比,达到节能和环保的双重效果。

这里以氧化锆氧量计为例介绍氧含量的检测原理。

6.1氧化锆的导电机理:电解质溶液靠离子导电,具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。

固体电解质是离子晶体结构,靠空穴使离子运动导电,与P型半导体空穴导电的机理相似。

纯氧化锆(ZrO2)不导电,掺杂一定比例的低价金属物作为稳定剂,如氧化钙(CaO2)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y2O3),就具有高温导电性,成为氧化锆固体电解质。

氧离子空穴形成示意图为什么加入稳定剂后,氧化锆就会具有很高的离子导电性呢?这是因为,掺有少量CaO2的ZrO2混合物,在结晶过程中,钙离子进入立方晶体中,置换了锆离子。

由于锆离子是+4价,而钙离子是+2价,一个钙离子进入晶体,只带入了一个氧离子,而被置换出来的锆离子带出了两个氧离子,结果,在晶体中便留下了一个氧离子空穴。

例如:(ZrO2)0.85 (CaO2)0.15这样的氧化锆(氧化锆的摩尔分数为85%、氧化钙的摩尔分数是15%),则具有7.5%的摩尔分数的氧离子空穴,是成了一种良好的氧离子固体电解质。

6.2氧化锆分析仪的测量原理在一个高致密的氧化锆固体电解质的两侧,用烧结的方法制成几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极,再在电极上焊上铂丝作为引线,就构成了氧浓差电池,如果电池左侧通入参比气体(空气),其氧分压为p0;电池右侧通入被测气体,其氧分压为p1(未知)。

氧浓差电池原理图设p0 > p1,在高温下(650…850℃),氧就会从分压大的p0一侧向分压小的p1侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从P0侧到P1侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过氧化锆的过程。

在750℃左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P0侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧离子(O2-)进入电解质,即:O2(P0)+ 4e→2O2-P0侧铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的正极或阳极。

这些氧离子进入电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极,在电池的P1侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即:2O2- - 4e →O2(P1)P1侧铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。

这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。

当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。

氧浓差电动势的大小,与氧化锆固体电解质两侧气体中的氧浓度有关。

据此我们就可以知道被测气体中的氧含量。

在特定的温度下氧的体积分数%O2与氧浓差电势(mV)存在特定的对应关系。

与热电偶的分度值相类似。

6.3氧化锆检测器的种类、结构和性能根据氧化锆探头的结构形式和安装方式的不同,我们可把氧化锆分析仪分为直插式、抽吸式和自然渗透式及色谱用检测器四类,目前大量使用的是直插式氧化锆分析仪。

但现在空气领域和色谱领域也开始大量采用渗透式检测器。

6.4直插式氧化锆分析仪直插式氧化锆探头式检测器,主要用于烟道气分析,它主要分为以下几种类型:①中、低温直插式氧化锆探头这种探头适用于烟气温度0…650℃(最佳烟气温度350…550℃)的场合,探头中自带加热炉。

主要用于火电厂锅炉、6…20t/h工业炉等,这是目前使用量最大的一种探头。

②带导流管的直插式氧化锆探头这也是一种中低温直插式氧化锆探头,但探头较短(400…600mm),带有一根长的导流管,先用导流管将烟气引导到炉壁附近,再用探头进行测量。

这主要用于大型、炉壁比较厚的加热炉。

燃煤炉宜选带过滤器的直插式探头,不宜选导流式探头,其原因是容易形成灰堵,而燃油炉,这两种都可以用。

③高温直插式氧化锆探头这种探头本身不带加热炉,靠高温烟气加热,适用于700…900℃的烟气测量,主要用于电厂、石化厂等高温烟气分析环境。

直插式氧化锆分析仪的特点和结构直插式氧化锆分析仪的突出特点是:结构简单、维护方便、反应速度快和测量范围广,它省去了取样和样品处理的环节,从而省去了许多麻烦,因而广泛应用于各种锅炉和工业炉窑中。

①直插式氧化锆分析仪结构组成:直插式氧化锆分析仪由氧化锆探头(检测器)和转换器(二次表)两部分组成,两者连接在一起的称为一体式结构;两者分开安装的称为分离式结构。

直插式氧化锆探头外形图氧化锆管工作原理图图中锆管为试管形,管内侧通被测气、管外侧通参比气(空气)。

锆管很小,管径为10毫米,壁厚:1毫米,长度:160毫米。

材料有以下几种:(ZrO2)0.90(MgO)0.10、(ZrO2)0.90(Y2O3)0.10。

内外电极为多孔形铂(Pt),用涂敷和烧结方法制成,长约为20-30mm,厚度几个-几十微米。

铂电极引线一般多采用涂层引线,即在涂敷铂电极时,将电极延伸一点,然后用ф0.3…0.4 mm的金属丝与涂层连接起来。

热电偶检测氧化锆探头的工作温度多采用K型热电偶。

加热电炉用于对探头加热和进行温控。

过滤网用于过滤烟尘,也可采用陶瓷过滤器或碳化硅过滤器。

参比气管路通参比空气,校验气管路在仪器校验时能通气校验。

转换器转换器除了要完成对检测器输出信号的放大和转换外,还要解决三个问题:①氧浓差电池是一个高内阻信号源,要想真实地检测出氧浓差电池输出的电动势信号,首先要注意解决信号源的阻抗问题;②氧浓差电动势与被测样品中的氧含量之间呈对数关系,所以,要注意解决输出信号的非线性问题;③根据氧浓差电池的能斯特方程,氧浓差电池电动势的大小,取决于温度和固体电解质两侧的氧含量;温度的变化会给测量带来较大的误差,所以,还要解决检测器的恒温控制问题。

6.5抽吸式氧化锆氧分析仪这类分析仪的氧化锆探头安装在烟道壁或炉壁以外,将烟气抽出后再进行分析,它主要用于两种场合:抽吸式氧化锆探头外形图1.烟气温度为700…1400℃的场合例如:钢铁厂的有些加热炉烟气温度高达900…1400℃,这种场合就不能采用直插式探头进行测量,而应将高温烟气从炉内引出,散热后温度降低,再流过恒温的氧化锆探头就可以获得满意的结果。

目前国内电厂的蒸汽锅炉和工业锅炉大部分是燃煤炉,烟尘量大,采用这种类型的分析仪时,容易样管堵塞,需要及时清理,维护量较大。

这种分析仪适合于燃油炉和烟尘量较小的燃煤炉。

2.用于燃气炉直插式氧化锆分析仪可用于燃煤炉、燃油炉,但不适合于燃气炉。

这是因为采用天然气等气体燃料的炉子,烟道气中往往含有少量的可燃性气体,如H2、CO、CO2、CH4等。

氧化锆的探头温度在750℃左右,在高温条件下,由于铂电极的催化作用,烟气中的氧会和这些气体成分发生氧化反应而耗氧,使测得的氧含量偏低。

当燃烧不正常,烟气中的可燃气体含量较高时,与高温氧化锆探头接触甚至可能发生起火、爆炸的危险。

以前,这里的分析仪器采用的是抽吸式氧化锆+顺磁式氧分析仪的方式进行测量。

早期的乙烯裂解炉,以天然气为原料的合成氨一段转化炉等都是采用这样的方式测量。

因为顺磁氧对被测样气的要求比氧化锆仪器严格,烟道气取出后,须经降温、除湿、除尘等处理后才能测量,由于样品处理系统复杂、维护量大、故障率较高、样品测量反应滞后、时间较长等原因,其使用效果并不理想。

目前,石化行业的燃气炉已用氧化锆分析仪来取代顺磁氧分析仪。

现在的氧化锆分析仪,在仪器探头前加装了一个可燃气气体检测探头,可同时测量烟道气中的氧含量和可燃性气体含量。

其作用有以下几点:①在可燃气体检测头上,可燃性气体与氧发生催化反应而消耗掉,从而消除了其对氧化锆探头的干扰和威胁;②用可燃气体检测结果对氧化锆探头的输出值进行修正和补偿,从而使氧含量的测量结果更为准确;③根据可燃气体检测结果判断燃烧工况是否正常,以便及时进行调节和控制;也有在氧化锆探头前,增设两个检测探头的产品,增设的探头一般是可燃气探头和甲烷气探头。

甲烷气探头的作用是为了更好地判断天然气的燃烧工况是否正常。

通常抽吸式氧化锆采用电流型的氧传感器,它的工作原理不同于前述的直插式氧化锆探头。

直插式采用的是电势法,测量的是锆管两侧的电势差,其原理属于电位分析法;而抽吸式氧化锆一般用电流法,在多孔金属电极两侧施加一直流电压,测量通过锆管的离子流,其原理属于伏安分析法。

电流式氧化锆工作特性曲线图在高温条件下,氧化锆(ZrO2)材料由于氧离子的运动成为导体,当温度高于650℃时,氧离子就能流动。

当氧浓度增加时,电流随离子流的增加成比例地增加。

从曲线图上可以看出,气体中的氧含量(%O2)与电流(mA)成正比,含21%O2的空气对应的电流值比400 mA稍大一点。

从图中我们还可以看出,电流值与温度无关(600℃和700℃是同一曲线),而与气体流量有关(0.42L/H和0。

50L/H不是同一曲线)。

所以,电流型传感器并不需要控制氧化锆元件的温度,只要控制气体的流量就能得到高的测量精度,这对于测量高温气体中的氧浓度具有比电势法明显的优越性。

抽吸式氧化锆探头的突出特点:①不需要温度控制;②不需要参比气体;③校准仪器方便,不需要标准气体,也不需要多点校准;(只要吸入空气,就能得到浓度与电流的斜率。

)抽吸式氧化锆多探头多组分分析仪测量过程:采样头插入烟道中,其端部装有不锈钢或陶瓷过滤器。

烟气由空气抽吸器(喷射泵)从烟道抽出,其中大部分烟气直接返回烟道,恒定流量的一小部分样品气先后流经可燃气体探头、氧化锆探头后返回烟道。

样品气流经的所有部件都由电加热器加热,使样保持在露点温度以上。

由于样气进出口的热力学压力相同,按理样气应该无法流过测量探头并返回烟道,但样气在垂直的氧化锆检测室中被加热至695℃,而样气被抽出后的温度一般在250℃左右,这一温度差造成的密度差使得样气发生自然对流,推动样气流经测量探头并返回烟道。

6.6氧化锆分析仪的日常维护、注意事项及故障判断与处理仪器投用后,不能立即进行校验冷机投运24小时内,指示是不正常的,投用一天后,再用标气进行校准。

因为,冷机检测器或新装检测器内会存在一些吸附水分或可燃性物质,热机后,在高温下,这些吸附水分蒸发,可燃性物质燃烧,会消耗参比侧电池中的参比空气,导致参比空气的氧含量低于正常值20.6%,会出现检测器信号偏低,甚至出现负信号,造成测量的氧含量值偏高,甚至大于20.6%的现象,这时的测量值是不准确的。

应该等到检测器内部的水分和可燃性物质被新鲜空气置换干净后,才能使测量准确。

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