在线分析仪表样品预处理

在线分析仪表样品处理系统

专题讲座

生产技术部

前言

质量就是效益●

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靠品牌创效益。

质量缺陷，及时采取纠正措施，使产品质量控制得到持续优化和改进。

在线分析仪器简要介绍•

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使用气相色谱仪对水煤气、变换气、精制气、合成气等气体的生产进行检测。

使用氧化锆分析仪对烟道气中的氧含量进行监控，以提高燃烧效率并降低大气污染。

使用红外线气体分析仪、热导分析仪、磁氧仪、露点仪等对气体生产以及生产过程中的气体含量进行检测，以保证生产安全稳定运行；

使用在线硅酸根、磷酸根分析仪、钠表、电导仪、浊度计、PH计、酸碱浓度计、溶氧仪等对热电和脱盐水系统进行监测，以保证热电蒸汽系统的正常运行；

使用在线COD分析仪、PH计等对污水处理系统进行监控，以保证污水排放符合国家标准。

y随着现代工业的快速发展，过程分析仪表（即在线分析仪器）在工业生产中得到广泛的应用。过程分析仪的长期连续、实时的监控检测，必然要求连续取样和严格的样气处理技术，要求样气真实和快速传输，样气进入分析仪器时，要求达到近于标准气的品质。过程分析系统长期连续运行的可靠性和安全性，以及近于免维护的易维护性，都完全依赖样气处理系统技术的针对性设计。因此样品处理系统技术是过程分析系

统能否广泛应用和推广的核心和关键！

y在线分析仪器的安装地点和运行特点要求仪器对环境有较高的适应性同时对样品条件（温度、压力、流量等）要求也较严格。所以样品在进入仪器分析前要进行必要的预处理。

y完善的过程样品分析，起决定作用的是使样品处理系统与千差万别的生产工艺条件和环境应用条件匹配得当、组合完善。在线过程分析仪器对样品处理系统的这种绝对依赖，使在线分析仪器以过程分析系统形式供货既是在线分析工程技术发

展的必然。

高温或低温、高粉尘、高水分或液雾、高压负压、腐蚀性和爆炸性危险；

2、在线分析仪器类型不同，性能各异，工作范围和工作条件也各有不同。

3、应用要求：

y较高的自动化程度，少维护甚至近于免维护

y防尘、防水、防腐蚀、防爆炸等方面的防护安全要求y较快的反应速度，滞后时间一般要求＜60s ；

y保证必要的检查准确度等。

设计的主要目标：是从工艺过程中取得足够有代表性的样品和用最少的时间传送到分析仪器。用户最需要的、最成功的系统：应该具有长的维修间隔、少的日常维护、系统结构简单的特点。检验该系统性能的唯一标准是：在线分析仪表能测量出真实可信的结果。（一）设计样气处理系统要考虑的影响因素

y一要充分考虑分析仪器设备的要求来决定取样的形式和样品需要处理的程度。仪器所需样品的温度、压力和流量的要求是多少？样品的返回（排出流出物）和其它的使用要求是什么？允许的含尘最大粒子大小和是否存在腐蚀性或物质的兼容性问题？

y二要详细了解工艺条件：样品的相态、流动性、温度、压力、密度及组分怎样？工艺条件是否稳定，其最小、正常及最大值是多少？是否存在不完全的反应，是否在取样前在预期的工艺条件下已经完全反应？工艺干净吗？各组分是否会起反应，是否有毒或

具有危险性？

y保证系统的快速响应；

y减少样品的浪费；

y防止冷凝。

y低的样品压力减少了部件局部的压力，有利于减少冷凝的可能性；

y组合的管壁效应因表面接触样品量减少而得到减少；y过滤器负载因而减少；

y滞后和响应时间减少；

y样品排出量减少。

（三）样品处理系统

y 样品处理系统是过程分析系统的核心。

y 它主要包含四个环节：从样品提取、样品传输、样品处理、尾样排放。

y 分析仪器能否用好，取决于样品处理系统的完善程度和可靠性，分析精度又受到样品的代表性、实时性和物理状态的限制。所以四个环节每一个都很重要。

F I

分析仪

F I 排放

排放旁路

样品预处理器

样品取出探头

样品传输管线 图七、最简单的取样系统

下图为最简单的取样系统：

1.首先是样品的提取

◆探头的选择的主要目的是起到初步处理的作用，减轻预处理的负担。具体方法：对于含尘量较少的会选直通式探头，利用惯性分离的原理，将颗粒物从流体中分离出来；而对含尘量较多的则可以采用含有过滤器的过滤式探头，但是对于脏污液样就不适合使用过滤式探头，而采用口径较大的直通式探头，取出后再除污会比较好这样不会堵塞探头。

◆取样点的位置选择，一般会遵循这些原则：

y 要避免不必要的工艺滞后；

y 选在样品温度、压力、清洁度等条件尽可能接近分析仪要求的位置。

主要涉及到探头和取样点的选择

例如：

红外线气体分析仪受样品流速影响较大，所以取样点会选择在压力波动较小的地方；

微量水分仪为防止管线长带来的泄流，吸附等隐患，会选择安装在样品取出点近旁的保温箱内；在克劳斯硫磺回收工艺中，由于尾气中的硫磺呈雾状存在，一旦进入分析器，将污染样品室，甚至堵塞测量管路，所以取样点会选择在工艺管道顶部，取样阀尽量靠近取样点。

2、样品的传输

y时间问题，在线分析最关键的就是要分析及时，所以整个传输时间不易过长即要求管线尽可能要短；

y管线最好笔直少弯头和转角，减少样品的积累；

y要控制温度，防止相变即在传输过程中，气样仍保持气态，液态依然为液态；

y防止管线泄露带来的测量误差。

微量水分仪为防止样气中的微量水分在管壁上冷凝凝结，所以传输管线要采取绝热保温或伴热保温；

在硫回收工艺中，由于酸性气中含有CO

2和NH

3

，

当两者化合会生成铵盐，结晶析出将会造成管路堵塞，所以管线必须伴热保温防止铵盐的产生和结晶。