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1、化工自动化及仪表,2004,31(2):73～75技改与创新 ControlandInstrumentsinChemicalIndustry在线氧含量分析仪的选型与使用王仁旺(洛阳石化总厂三隆公司,河南洛阳471012)摘要:分析各类在线氧含量分析仪的检测原理与特点,阐述在不同情况下应选用的仪表类型,并指出实际使用中应注意的问题。关键词:在线氧含量分析仪;选型;使用中图分类号:TH83文献标识码:B文章编号:100023932(2004)(02)200732031 引 言2.2 电化学式氧分仪在线氧含量分析仪(以下简称氧分
2、仪)是一种工电化学式氧分仪是基于氧气和传感器阴极之间业在线过程分析仪表,它不仅广泛应用于加热炉、化的电化学反应来进行测量的。它的传感器是一个电学反应容器、地井、工业制氮等场合中混合气体内氧解池,外加的直流电加在电解池的阴、阳极之间,电气浓度的检测,还大量用于锅炉内水中溶解氧、污水解池内充以电解液,样品气通过扩散板或半透膜到处理装置外排水溶解氧的检测。氧分仪种类较多,达阴极,并在阴极产生电解反应而被还原,产生相应检测原理各异,针对性强,因此应根据不同使用场的电流,电流的大小与样品气体中氧气的浓度成正合、不同工艺状况选择合适的仪
3、表。比关系。这类仪表的应用范围比较宽,根据结构不2 氧分仪的检测原理同,即可测量气体中的氧含量,也可以测量溶液中溶2.1 磁式氧分仪与磁力机械式氧分仪解氧的氧含量。缺点是:传感器工作场所温度范围(1)热磁式氧分仪检测原理。检测器置于高于窄、压力不能高,传感器寿命短等。另外由于电解液环境温度的恒温腔体内,检测器处设有一恒定磁场,一直在消耗,仪表稳定性较差,漂移偏大。当要检测的样品气体从检测器的检测室外流过时,2.3 氧化锆式氧分仪磁场将高磁化率的氧气吸入检测室内,进行检测。氧化锆分析仪的检测原理是氧浓差电池。在氧检测室内的检测
4、元件一般为铂丝,铂丝上通有一恒化锆材料中添加一定的添加剂后通过高温烧结,在定的加热电流,氧气进入检测室到铂丝上被加热,磁一定的温度下成为氧离子的固体电解质,在元件的化率迅速变小,之后被新进入的氧气推出检测室。内外侧焙烧铂电极就成了氧化锆氧传感器。在一定样品气体中氧含量不同,进入/排出检测室铂丝处的温度下,内外两电极间产生随两侧氧浓度差变化的氧气量不同,从铂丝上带走的热量也不同,最终导致浓差电势。当固定了参比电极侧的氧浓度(通常以铂丝上的电阻值变化,检测铂丝电阻体的阻值即可空气作参比气,空气中氧含量为20.95%),则浓差电间
5、接测量气体中的氧含量。势只随测量侧氧浓度的变化而变化。氧化锆式氧分(2)磁力机械式氧分仪检测原理。检测器/磁铁仪最大的优点在于仪表工作稳定、维护量小。缺点组件置高于环境温度的仪表恒温腔体内,检测器中是工艺样气温度猝然变冷、或含有水蒸气时锆管容有一对充满氮气的空心玻璃测试体,悬挂在不均匀易炸裂。此外,在高温下若被测气体中含有H2、CO磁场中的一根铂镍合金丝带上,由于“磁悬浮”效应,等还原性气体时,会发生还原反应消耗O2,导致仪测试体的两个球受到偏转力,产生偏转力矩,这个偏表测量值较实际偏低,这一现象在微量氧含量检测心力矩和包围
6、测试体的气体的体积磁化率成正比。时尤为明显。即和被测气体中氧气的含量成正比。这两种类型的3 氧分仪的选型仪表基础原理都是利用氧气的顺磁性,它们不适用3.1 工业加热炉炉顶烟气中氧含量的检测于测量背景气体中含有高磁化率气体(如NO、NO2) 检测加热炉炉顶烟气中氧气的含量,可以计算的场合。但这类氧分仪反应速度快,稳定性好,不消耗被测气体。 收稿日期:2003210210·74·化工自动化及仪表 第31卷 控制加热炉的热效率。这类仪表的检测点通常都在3.4 炼油工艺过程中氧浓度的检测炉子的顶部,位置
7、较高,维护不便,应选用维护量较炼油厂催化裂化、重整等工艺过程中待测气体小的仪表。在这种场合应首先考虑选用氧化锆式氧一般主要含有CO、CO2、O2、H2S等成分,还含有大量分仪,选型时要注意,此种仪表检测器锆管工作温度催化剂粉尘及少量的烃类等物质,所以该场合不适一般应在600℃以上,最佳工作温度为752℃,如果合用氧化锆式氧分析仪,一般可选用磁力机械式或低于600℃,氧化锆氧浓差电池不能正常工作,温度热磁式氧分仪,但应当配备合适的样品预处理系统。过高检测器组件寿命受影响。因此,当炉膛内温度3.5 锅炉水、污水处理装置污水中溶解
8、氧的检测高于760℃时,应把炉子内气体抽出来冷却后再用水中溶解氧的检测一般采用电化学式氧分仪,氧化锆锆头检测,这种情况不能选用直插式氧化锆但选表时要注意具体结构细节,如我厂化纤污水厂分析仪,应选用非直插式的仪表;炉内温度低于760曾选用了一种电化学式氧分仪,它的检测探头是一℃时,应选用直插
