隨著儀器儀表的融入各種應(yīng)用場(chǎng)合，正常的工況已經(jīng)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求，那么我們?cè)谔厥猸h(huán)境中，如何解決呢？下面小編就收集了一些關(guān)于氣體分析系統(tǒng)中的氣體預(yù)處理系統(tǒng)常見(jiàn)知識(shí)。
樣品處理系統(tǒng)如果只限于在線氣體分析系統(tǒng)領(lǐng)域，就該稱(chēng)為樣氣處理系統(tǒng){sample (gas) handing system｝。
在在線分析工程技術(shù)行業(yè)內(nèi)，本文所述的樣氣處理系統(tǒng)，過(guò)去卻一直叫取樣預(yù)處理系統(tǒng)、或預(yù)處理系統(tǒng)、樣氣預(yù)處理系統(tǒng)、取樣及預(yù)處理單元等。由于長(zhǎng)期帶著“預(yù)”字，好像只是在線分析器微不足道的附庸部分，遠(yuǎn)未受到應(yīng)有的重視，這種毫無(wú)理性的“技術(shù)歧視”，嚴(yán)重阻礙了它的健康發(fā)展。
GB/T 19768—2005《在線分析器試樣處理系統(tǒng)性能表示》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)更早的JB/T 6854—1993的機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)，早就取消了預(yù)處理系統(tǒng)之前的“預(yù)”字，從中必然引申出最重要的核心技術(shù)概念和名詞術(shù)語(yǔ)：樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理部件。請(qǐng)注意，技術(shù)概念及其規(guī)范使用也是技術(shù)。令人遺憾的是，長(zhǎng)期以來(lái)并未得到專(zhuān)業(yè)人士的起碼關(guān)注和認(rèn)可，照樣說(shuō)“取樣預(yù)處理裝置”，將樣氣處理部件叫做“功能部件”。
本文著力闡述的樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，在在線分析工程應(yīng)用中自身有相對(duì)“獨(dú)立性”、嚴(yán)密性、體系性、以及比較嚴(yán)格的規(guī)范性，怎么肯定都不為過(guò)。PLC可編程序控制器的自控功能及其軟件就是一個(gè)證明。
為了推進(jìn)在線分析工程技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)該信仰和堅(jiān)持一種全新的“dian覆性”技術(shù)觀念：在線分析面對(duì)諸多十分艱巨復(fù)雜的技術(shù)難題，“樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)是在線分析系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)”，我們期待樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)從此走上全面提升和健康發(fā)展的軌道。
在線分析器的長(zhǎng)期連續(xù)、適時(shí)的檢測(cè)分析，必然需要連續(xù)取樣和嚴(yán)格的樣氣處理技術(shù)，要求樣氣不失真和快速傳輸，樣氣進(jìn)入分析器時(shí)，要求達(dá)到近于標(biāo)準(zhǔn)氣的高品質(zhì)，例如粉塵含量 <0.3um<10ug/m3，可惜這一不可讓步的控制標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外的一些zhi名專(zhuān)業(yè)廠都未能達(dá)到。在線分析系統(tǒng)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的可靠性和安全性，以及近于免維護(hù)的易維護(hù)性，這種對(duì)工程應(yīng)用的完整性保障，*依賴(lài)于樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的專(zhuān)業(yè)化、針對(duì)性設(shè)計(jì)。
根據(jù)每項(xiàng)在線分析系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用條件和取樣條件，要采用規(guī)范的專(zhuān)業(yè)化，針對(duì)性設(shè)計(jì)的專(zhuān)用型在線分析系統(tǒng)，由具有長(zhǎng)期工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)制造商生產(chǎn)這些高品質(zhì)的在線分析系統(tǒng)，并承擔(dān)全過(guò)程技術(shù)服務(wù)。這種專(zhuān)用型的在線分析系統(tǒng)必然有也必須有作為核心和關(guān)鍵技術(shù)的樣氣處理系統(tǒng)。
對(duì)于完善的在線氣體分析，起決定作用的是使樣氣處理系統(tǒng)與千差萬(wàn)別的生產(chǎn)工藝條件和環(huán)境應(yīng)用條件匹配得當(dāng)、組合完善，能連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、近于免維護(hù)地協(xié)調(diào)運(yùn)行。在線分析器對(duì)樣氣處理系統(tǒng)的這種絕對(duì)依賴(lài)，也就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)和工藝過(guò)程的絕對(duì)相關(guān)性，在線分析器正在(或已經(jīng))被在線分析系統(tǒng)突破和超越，使在線分析器以在線分析系統(tǒng)形式走向工程應(yīng)用成為在線分析工程技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的技術(shù)發(fā)展主流。
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，從技術(shù)邏輯分析，應(yīng)該由樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理技術(shù)組成，前者是硬件技術(shù)，后者是軟件技術(shù)。
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)：sample (gas ) handing engineering
樣氣處理系統(tǒng)的最新定義：通過(guò)針對(duì)在線分析器工程應(yīng)用條件和樣氣條件的規(guī)范的專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)，所實(shí)現(xiàn)的樣氣處理部件與在線分析器之間的合理匹配、完善組合，而且能連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)備可靠、近于免維護(hù)地協(xié)調(diào)運(yùn)行，能勝任一臺(tái)或多臺(tái)在線分析器工程應(yīng)用嚴(yán)格要求的完整體系性樣氣處理部件的總和。簡(jiǎn)言之，樣氣處理系統(tǒng)能將分析器與取樣點(diǎn)、排放點(diǎn)以及公共設(shè)施很妥善地連接起來(lái)。
樣氣處理系統(tǒng)：sample (gas) handing sistem
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的最新定義：樣氣處理系統(tǒng)規(guī)范的專(zhuān)業(yè)化、針對(duì)性設(shè)計(jì)技術(shù)和專(zhuān)業(yè)性工程應(yīng)用及維護(hù)技術(shù)緊密結(jié)合的高度綜合性技術(shù)，它也應(yīng)理解成包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。
樣氣處理部件：sample (gae ) handing component
樣氣處理：sampl (gas) handing
在線分析工程技術(shù)：on-line analysis engineering
在線分析工程技術(shù)的新定義：在線分析器和樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)集成為在線分析系統(tǒng)，并成功實(shí)現(xiàn)在線分析工程應(yīng)用的全部硬件技術(shù)、軟件技術(shù)以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)概念等緊密結(jié)合的高度綜合性技術(shù)。
高溫(1400℃)或低溫、高粉塵(≤2000g/m3)、高水分( 12000ppm以上)或液霧、高壓(大于50MPa)或負(fù)壓、腐蝕性和爆炸性危險(xiǎn)等;較高的自動(dòng)化程度，少維護(hù)甚至近于免維護(hù)的應(yīng)用要求;防塵及防水、防腐蝕、防爆炸等方面極為苛刻的防護(hù)及安全要求;較快的反應(yīng)速度，系統(tǒng)總滯后時(shí)間一般要求<60s ;保證必要的檢測(cè)準(zhǔn)確度等。
以上高難度的應(yīng)用要求被朱老高度概括為“取樣系統(tǒng)、可靠性、少維護(hù)、軟件技術(shù)”。
干法樣氣處理技術(shù)有利于有效保持樣氣的真實(shí)性，即樣氣不失真，進(jìn)而確實(shí)保證必要的檢測(cè)準(zhǔn)確度。
干法樣氣處理技術(shù)能使樣氣干燥、潔凈，即經(jīng)過(guò)高效率的“除塵”和“除水”，達(dá)到近于標(biāo)準(zhǔn)氣的高品質(zhì)，同時(shí)使可能發(fā)生的腐蝕性也大為降低。所有這些都有利于保證在線分析器連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、少維護(hù)地協(xié)調(diào)運(yùn)行，并延長(zhǎng)其使用壽命。
干法樣氣處理技術(shù)已成為絕對(duì)的主流技術(shù)。當(dāng)然濕法樣氣處理技術(shù)也并未被*淘汰，如焦?fàn)t煤氣O2分析系統(tǒng)，以濕法對(duì)付焦油更為有效。
在線分析系統(tǒng)如果去掉在線分析器和某些應(yīng)用保障條件部分、公共工程部分，就是樣氣處理系統(tǒng)，體系性地簡(jiǎn)述樣氣處理系統(tǒng)如下：
通常稱(chēng)為取樣探頭，是樣氣處理系統(tǒng)最重要和最關(guān)鍵的樣氣處理部件，根據(jù)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程差別甚大的的取樣條件，就一定有不同的針對(duì)性*的采樣探頭，zui常用的是低于650℃ 的中溫通用型采樣探頭。采樣探頭還應(yīng)包括壓縮空氣加熱(180℃)反吹單元及其程控反吹技術(shù)。反吹單元的設(shè)計(jì)一定要符合流體力學(xué)的要求，這是保障反吹效果非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)技術(shù)。
采樣探頭能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程工藝樣氣的連續(xù)采樣，是在不改變工藝氣體典型化學(xué)組分特征，即保持樣氣真實(shí)性的前提下完成樣氣從工藝氣流中的分離。
采樣探頭從實(shí)用出發(fā)來(lái)認(rèn)識(shí)，應(yīng)該稱(chēng)為采樣探頭系統(tǒng)更為準(zhǔn)確。采樣時(shí)技術(shù)性地實(shí)現(xiàn)物理分離非常重要。
通常采用Φ6×1不銹鋼管，為避免發(fā)生冷凝，常采用伴熱保溫技術(shù)(≥120℃)，伴熱方式以自控溫電伴熱帶較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。如果采用大于Φ6×1的傳輸管道，會(huì)使系統(tǒng)在技術(shù)上很必要的反應(yīng)速度超過(guò)規(guī)范的要求，即達(dá)不到<60s的要求。認(rèn)為管道粗或壓力高就能反應(yīng)速度快，是個(gè)違背理論根據(jù)的很粗心低級(jí)錯(cuò)誤。
過(guò)濾器就其用途來(lái)說(shuō)，以下三類(lèi)較有代表性：
一是探頭過(guò)濾器，在取樣點(diǎn)就地過(guò)濾粉塵，避免在其后產(chǎn)生粉塵沉淀和堵塞的危險(xiǎn)，目前的先進(jìn)水平是0.3um 99%。
二是后級(jí)高精度膜式過(guò)濾器，以保護(hù)分析器為主要目的，目前的先進(jìn)水平是0.05um 99%。
三是分析器內(nèi)部的微型過(guò)濾器，以在線分析器的自保護(hù)為目的，它并不屬于樣氣處理系統(tǒng)，一般做得比較小巧。
使樣氣冷凝至低露點(diǎn)(例如+2℃左右)，以干燥樣氣為目的。
壓縮機(jī)式樣氣冷凝器：能使樣氣由140℃冷至+2℃露點(diǎn)，效果zui好，但成本也較高;
半導(dǎo)體制冷樣氣冷凝器，入口樣氣溫度一般只能允許45℃;
渦流致冷樣氣冷凝器，能使樣氣溫度降低25℃以上，的優(yōu)勢(shì)是使用壓縮空氣，屬本安防爆類(lèi)型;
使用水源的樣氣冷卻器(即熱交換器)也有不少應(yīng)用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的樣氣冷卻管可作為是有益的補(bǔ)充手段。
通常稱(chēng)為抽氣泵，樣氣壓力為負(fù)壓或微正壓時(shí)，也能借助采樣泵的抽吸驅(qū)動(dòng)，為分析器提供規(guī)定的樣氣流量，隔膜式抽氣泵用得較多。另外，常用蠕動(dòng)泵來(lái)排放冷凝液，既不受抽氣泵抽及負(fù)壓的限制，也能在與樣氣主氣路隔離的狀態(tài)下連續(xù)排放冷凝液。
氣液分離常是十分棘手的技術(shù)難題
旋風(fēng)自潔式分離器 對(duì)分離>5μm粉塵和液霧較為有效，可能相當(dāng)于70μm粒度以上粉塵的重力分離;
凝結(jié)式分離器適用于對(duì)付更小粒度的微小液霧，旋風(fēng)凝結(jié)分離過(guò)濾器在正壓型分析系統(tǒng)中大有用武之地。
特定項(xiàng)目專(zhuān)用型(如乙烯裂解)的氣液分離是技術(shù)含量很高的綜合技術(shù);
樣氣流量一般用球形轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流量控制用針形閥調(diào)節(jié)，在線分析器要求的流量一般是30-60l/h。切換和關(guān)斷氣路要采用各種閥件，以五通切換閥最被看重。
高壓樣氣的減壓、穩(wěn)壓與調(diào)節(jié)是項(xiàng)困難任務(wù)，各種閥的原理及規(guī)格的選擇也很有專(zhuān)業(yè)性。
高壓樣氣在取樣點(diǎn)根部閥處就地減壓很有必要，以避免降低反應(yīng)速度，有利于保障后級(jí)樣氣處理器部分的安全。
以O型密封圈選材為例：連續(xù)使用溫度的高低依次為，氟橡膠包覆聚四氟乙烯(260℃)、氟橡膠(180℃)、硅橡膠(200℃)、丁晴橡膠(100℃)。以上不但是長(zhǎng)期使用溫度的順序，也是耐化學(xué)物質(zhì)影響以及抗老化，使用壽命長(zhǎng)短的順序。非金屬類(lèi)型的O型密封卷使用溫度是327℃，是杜幫公司的全氟彈性O形密封圈Kalrez，其200多元的單價(jià)令人止步。
一般采用的機(jī)柜稱(chēng)為儀表盤(pán)，組裝后稱(chēng)為分析(儀器)柜;人可以進(jìn)入的機(jī)柜稱(chēng)為分析小屋;
機(jī)柜對(duì)粉塵、水的防護(hù)等級(jí)以IPXX表示;機(jī)柜對(duì)可燃性氣體和蒸汽的防爆等級(jí)。如 dⅡCT4 dⅡBT6等。
機(jī)柜的氣候調(diào)節(jié)可分為降溫、加熱、換氣等三個(gè)大的方面。
樣氣處理系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、近于免維護(hù)的運(yùn)行，以及各種報(bào)警，都離不開(kāi)PLC可編程序控制器為核心的自控單元。
是在線分析器的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已采用99.999%的高純氮作為零點(diǎn)氣。
和其他專(zhuān)業(yè)顯著不同，標(biāo)準(zhǔn)氣并不是想象的那樣“標(biāo)準(zhǔn)”，常量標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確度<0.5%，而微量標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確度只能達(dá)到2%。
以上是氣體分析系統(tǒng)中的氣體預(yù)處理系統(tǒng)常見(jiàn)知識(shí)，希望能夠幫助到各位，東日瀛能，您身邊的氣體檢測(cè)專(zhuān)家！
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