在線分析儀表的選擇與應用

韓笑

摘要：為降低生產成本，提升產品品質以及轉化效率，確保我國環(huán)境可持續(xù)發(fā)展政策順利實施，在線分析儀表在我國化工企業(yè)生產中的作用正變得逐漸重要。鑒于此，本文將以在線分析儀表的構成為切入角度，對常用在線分析儀表的分類與選擇加以概述，詳盡闡述了在線分析儀表在樣品處理系統(tǒng)中的應用，以供專業(yè)人士參考與借鑒。

關鍵詞：在線分析儀表；選擇；應用

在化工企業(yè)生產過程中，可以通過在線分析儀表連續(xù)的測量被測介質的物理與化學參數(shù)。通常為便于監(jiān)測生產工藝介質，可對其采用現(xiàn)場安裝方式，使得在線分析儀表可以自動完成取樣、分析、信號處理與傳輸作業(yè)。此外，為迎合工藝生產的要求，可以控制（DCS）對其進行控制與調節(jié)。

一、在線分析儀表的構成

在線側梁系統(tǒng)的組成包含預處理裝置以及樣品的在線分析系統(tǒng)，通常為保證在線分析儀表測量與控制的精確性，可在取樣點附件或獨立保護裝置中安放在線分析儀表，如下圖所示。此外，為將樣品從管道設備中提取并分析，可將帶有切斷閥的探頭設計在取樣裝置處。與此同時，樣品的初步處理可通過前級預處理裝置完成，后續(xù)處理可通過預處理裝置完成，且具有樣品分配以及流路切換等功能，從而滿足分析儀表對于樣品在溫度以及凈化等參數(shù)上的要求。DCS可接收通過電纜遠傳過來的樣品信息的電信號，并及時根據信息數(shù)據對工藝流程加以控制與調整。

二、常用在線分析儀表的選擇與分類

通常對變換氣、水煤氣以及合成氣等氣體的監(jiān)測可以通過氣相色譜分析儀來完成，如判斷數(shù)據后發(fā)現(xiàn)其不符合工藝流程需要，則禁止其進入下一工序。其中，對氣體含量的監(jiān)測可以通過磁氧分析儀、紅外氣體分析儀來完成，從而確保穩(wěn)定、安全的完成生產作業(yè)。此外，為提升環(huán)境質量，降低有害物的排放，對煙道氣體中含氧量的監(jiān)測可以通過氧化鋯分析儀來完成。為確保熱電蒸汽系統(tǒng)安全運轉，可通過pH計、電導儀、濁度計、溶氧儀、酸堿濃度計等是對熱電和脫鹽水系統(tǒng)進行監(jiān)測。在線COD分析儀、pH計等對污水處理系統(tǒng)進行監(jiān)控，保證符合國家排放標準？

三、在線分析儀表在樣品處理系統(tǒng)中的應用

監(jiān)測實時、長期不間斷的完成監(jiān)測作業(yè)是在線過程分析儀表的優(yōu)勢。因此，為提升樣氣信息的傳輸速度，嚴格要求連續(xù)取樣以及樣氣的處理技術。此外，分析儀表在對樣氣進行分析時，應要求樣氣滿足標準氣的品質要求。有針對性的設計樣氣處理系統(tǒng)，不僅可以提升其連續(xù)運行的安全性與可靠性，而且降低其維護成本。所以在過程分析系統(tǒng)中，樣品信息處理系統(tǒng)是其核心與關鍵。

1、取樣處理系統(tǒng)的組成

樣品處理系統(tǒng)是過程分析系統(tǒng)的核心，其主要包含四個環(huán)節(jié)：樣品的提取、樣品的傳輸、樣品的處理、尾氣的排放，下面是最簡單的取樣系統(tǒng)，如圖2所示，圖2取樣處理系統(tǒng)的組成。

2、探頭和取樣點的選擇

為降低預處理負荷，可通過選擇合適的探頭來完成。其中，有過濾器的過濾式探頭適用于含量較多的情況，直通式探頭適用于含塵量小的情況，大口徑直通式探頭比較適用于臟液情況。選擇取樣點時應注意下列內容，即避免不必要的工藝滯后，在滿足樣品溫度、溫度以及清潔度的要求下，盡可能靠近分析儀表所在位置選擇取樣點。

3、樣品的傳輸

盡量減少輸送管線當中的彎頭以及輸送長度，從而縮短傳輸時間，減少樣品的積聚。此外，為保持樣品的物理與化學性質，對其溫度加以控制。避免出現(xiàn)負壓取樣、管線泄漏等情況，提升取樣信息的精準性。

4、樣品預處理

樣品預處理分前級預處理和預處理系統(tǒng)。前級預處理對樣品進行初步處理，主要是降溫、除塵、減壓等，減少滯后時間和預處理系統(tǒng)的負擔，預處理系統(tǒng)是對樣品進一步處理，如流量、溫度、壓力的調節(jié)；進一步冷卻、除濕、除塵、限流，流路切換和泄壓等。

5、樣品的排放

樣品分析后排放以及旁路排放是其排放的兩種方式。工藝管道、火炬等是氣體樣品的一般排入方式，其中無毒無害的可以直接排入大氣當中。液體可以返回工藝流程當中或者無污染的可以就地排放。對環(huán)境無污染是對樣品排放的基本要求。

四、實際應用中遇到的問題及解決方式

1、磁氧分析儀

煤氣化紅外氧分析是保證系統(tǒng)安全的，如果不能保證其正常運行，就可能跳車，整套系統(tǒng)停車，重新開車會造成不必要的經濟損失甚至可能引發(fā)爆炸？磁氧表系統(tǒng)是在工藝介質處于負壓，并伴隨粉塵？多冷凝水，吹掃管線泄漏等多重復雜條件？但由于現(xiàn)場工況復雜，先期面臨了儀表進水，吹掃管線泄漏，導致紅外氧分析表進水數(shù)值停留不波動，吹掃泄漏數(shù)值瞬間攀至峰值等諸多問題？處理簡析：取樣點和整套取樣管線必須全部保溫；取樣點采取斜向下30°傾角；預處理系統(tǒng)對于冷凝水處理部分改造，使工藝氣達到無水，無塵的狀態(tài)進入磁氧分析表，

2、色譜

ABB的PGC2000氣相色譜，分為TCD和FPD總硫兩種檢測器，在低溫甲醇洗工藝部分需要對合成氣進行脫硫脫碳，需要對脫硫脫碳后的工藝氣進行硫含量分析，用來檢測凈化的合成原料氣是否合格，能否為下一工序提供合成氣。由于檢測硫含量為微量PPM級，所以在這里的取樣管線要采用防吸附管線，不能采用普通不銹鋼管線，會造成誤差，不能及時準確測量。色譜在線分析儀表是最復雜，難熟練掌握的分析儀表，因此在應用、校驗、維護等方面加以重視。

五、結語

隨著化學工業(yè)對于控制的要求不斷提升，在線分析儀表在其中將扮演越來越重要的角色。在目前工化工生產中，在線分析儀表具有高精度測量、實時控制等功能，可以對工藝生產流程加以精確控制，進而降低工人工作強度的同時，提升產品質量，從而使得生產企業(yè)的經濟效益獲得提升。