
在線氧含量分析儀是一種半導(dǎo)體激光分析儀,基于DLAS(DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,半導(dǎo)體激光吸收光譜)氣體分析測(cè)量技術(shù),能有效解決傳統(tǒng)氣體分析技術(shù)中存在的諸多問題。

DLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù),通過分析激光被氣體的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于半導(dǎo)體激光光源的光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。因此,DLAS技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。激光穿過被測(cè)氣體的光強(qiáng)度衰減可用朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律表述:

1.在線氧含量分析儀使用的光譜技術(shù)
1.1單線光譜測(cè)量技術(shù)
單線光譜測(cè)量技術(shù)利用激光的光譜比較窄、遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體的吸收譜線的特性,選擇某一特定波長(zhǎng)的吸收光譜線,使得在該波長(zhǎng)附近無測(cè)量環(huán)境中其他氣體組分的吸收譜線,從而避免了這些背景氣體組分對(duì)被測(cè)氣體的交叉吸收干擾。圖1為單線光譜測(cè)量原理圖。

圖1單線光譜測(cè)量原理圖
1.2激光頻率掃描技術(shù)
在線氧含量分析儀通過調(diào)制激光頻率使之周期性地掃描被測(cè)氣體吸收譜線,設(shè)置激光頻率的掃描范圍大于被測(cè)氣體吸收譜線的寬度,從而在一次頻率掃描范圍中包含有不被氣體吸收譜線衰減的圖1中的Ⅰ區(qū)和被氣體吸收譜線衰減的Ⅱ區(qū)。從Ⅰ區(qū)得到的測(cè)量信號(hào)可以獲得粉塵和視窗的透光率Td,從Ⅱ區(qū)得到的測(cè)量信號(hào)可以獲得粉塵和視窗以及被測(cè)氣體的總透光率Tgd=Td×Tg。因此,在線氧含量分析儀通過在一個(gè)激光頻率掃描周期內(nèi)對(duì)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的同時(shí)測(cè)量,可準(zhǔn)確地獲得被測(cè)氣體的透光率Tg=Tgd/Td,從而自動(dòng)修正粉塵和視窗污染產(chǎn)生的光強(qiáng)度衰減對(duì)氣體測(cè)量濃度的影響。
1.3譜線展寬自動(dòng)修正技術(shù)
在氣體溫度和壓力發(fā)生變化時(shí),被測(cè)氣體譜線的展寬及高度會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過輸入4~20mA溫度和壓力補(bǔ)償信號(hào)的方式,在線氧含量分析儀能自動(dòng)修正溫度和壓力變化對(duì)氣體濃度測(cè)量結(jié)果的影響,從而保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。
2.在線氧含量分析儀系統(tǒng)組成
在線氧含量分析儀由發(fā)射單元、接收單元、吹掃單元和接線箱等組成,如圖2所示。

圖2在線氧含量分析儀系統(tǒng)組成圖
發(fā)射單元發(fā)射的探測(cè)激光,經(jīng)被測(cè)氣體的測(cè)量環(huán)境,由接收單元接收,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和光譜計(jì)算,從而得到被測(cè)氣體濃度。
3.在線氧含量分析儀使用效果
在氯乙烯回收工序至氣柜排氣管線上安裝在線氧含量分析儀對(duì)氯乙烯中的氧含量進(jìn)行在線檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了去氯乙烯氣柜的排氣中氧含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)設(shè)置了在線氧含量分析儀檢測(cè)數(shù)據(jù)與各系統(tǒng)去氣柜管線上氣動(dòng)截止閥的聯(lián)鎖,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)變化,能夠在超出控制標(biāo)準(zhǔn)前及時(shí)采取停排措施,保證了系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
4.在線氧含量分析儀怎么選型?
在化工生產(chǎn)中,危險(xiǎn)工藝及高危工藝反應(yīng)釜以及離心機(jī)一般都需要氧含量在線檢測(cè),這個(gè)過程中會(huì)用到氧含量分析儀。根據(jù)工況可選擇電化學(xué)氧含量分析儀和激光式氧含量分析儀,他們二者的測(cè)量原理及優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)范圍如下:

在線氧含量分析儀一般測(cè)量過程及組件包含:預(yù)處理、采樣及分析三個(gè)部分,流程如下:

5.結(jié)語
針對(duì)PVC生產(chǎn)過程中回收去氯乙烯氣柜氣體中氧含量指標(biāo)的分析控制現(xiàn)狀,通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,并充分借鑒在線氧含量分析儀在生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例,對(duì)氯乙烯回收工序進(jìn)行改造,安裝在線氧含量分析儀,實(shí)現(xiàn)了對(duì)去氯乙烯氣柜的排氣中氧含量的有效監(jiān)測(cè),極大地提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全系數(shù)。
隨著科技的不斷發(fā)展,在線雜質(zhì)檢測(cè)分析儀、在線揮發(fā)分檢測(cè)分析儀、在線氧含量分析儀等諸多在線檢測(cè)設(shè)備成功地應(yīng)用在了化工實(shí)際生產(chǎn)中,降低了對(duì)人工檢測(cè)的依賴性,是不斷加強(qiáng)過程管控和提升生產(chǎn)安全的重要途徑。
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