工业在线分析仪在化工生产中应用

工业在线分析仪在化工生产中的应用

摘要：随着工业生产自动化水平的提升以及生产流程安全高效运行要求不断提高，大量新型、先进的在线分析仪表在精细化工生产装置上得以广泛的应用。它们对原材料、半成品、中间产品及生产过程中各个环节的各类组分实施自动、连续的测量、指示，随时给操作人员提供操作依据。氧分析仪、激光气体分析仪、工业ph计等对化工的安全生产，产品质量，节能降耗和污染减排发挥了重要的作用。

关键词：在线分析仪光学气体分析仪激光气体分析

1、引言

在线分析仪器，是用于工业生产流程中对物质的成分及性质进行自动分析与测量仪器的总称。重点为废气安全回收、流程工艺控制、质量监测所需的自动化分析产品，所显示的数据反映生产中的实时状况。在化工行业，随着化工装置的大型化和整体技术装备水平的提升，以及在节能降耗、提高质量、治污减排和安全生产方面要求的提高，在线分析仪器的重要性和使用量与日俱增。我国流程工业中相当一部分企业正在逐步加大在线分析仪器投入的力度，以提高自动化水平、降低人工成本，实现生产的精细管理。

2、基本构成、分类及工作原理

由于各种在线分析仪表的作用原理、分析对象和复杂程度不同，其组成也大不相同，工业分析仪表一般分为以下几个部分。（1）取样及预处理系统：取样及预处理系统是确保分析仪表正常工作的关

键部分。他的任务是从被测对象中取出具有代表性的样品并做必要的预处理。取样装置应包括取样探头及包括其他一些与探头有关的不见，如冷却与冷凝收集器，抽吸器及取样泵等。（2）传感器：传感器时分析仪器的主要部分，它的任务是把被分析物质的成分含量或物理性质转换成电信号。不同分析仪器具有不同形式的传感器。分析仪器技术性能主要取决于传感器。（3）信息处理系统：信息处理系统的作用是对传感器输出的微弱电信号做进一步处理，如对电信号的转换，放大，线性化，最终变换为统一标准的统一信号（为4～20ma）和数字信号等处理工作并将处理后信号输出到显示装置。（4）显示装置：显示装置的作用是显示分析获得的结果。一般有模拟显示，数字显示或屏幕图像，有的与微机联用配有打印机。（5）整机自动控制系统：整机自动控制系统的主要任务是控制各部分自动而协调的工作。如每个分析周期进行自动调零，校准，采样分析，显示等循环过程。

3、部分在线分析仪的使用与维护

红外线分析仪是比较娇气、昂贵的仪器，修理前必须熟读其使用说明书，对于一些重要的技术数据及一些使用要点要记清楚。如红外光源的电压、电流、电阻值。有必要时参考其他厂家的说明书及有关书刊介绍的一些修理、调校经验介绍，来丰富自己的经验，缩短修理时间，避免走弯路。动手之前要把故障情况问清楚，包括故障现象、发生原因及规律，通过仪器的表头、各指示灯、各调节旋钮是否起作用做到故障大致范围心中有数。要坚持先从外

部查到内部，先查简单的后查复杂的，先查易发生故障的部位，后查特殊情况的原则。要从原理分析入手，忌乱拆乱调。要学会区别预处理单元还是一次仪表或二次仪表的快速判别故障的有效

办法，是提高修理仪器速度的关键。

激光气体分析仪是采用半导体激光光谱吸收技术（dlas）实质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体选择性吸收来获得气体的浓度。半导体激光穿过被测气体的光强衰减可用朗伯- 比尔定律表述： iv= iv，0 t（v）= iv，0exp[-s（t）g（v-v0）pxl]≈iv，0[1-s（t）g（v-v0）pxl] 式中，iv，0和iv分别表示频率为v的激光入射时和经过压力p 、浓度x和光程l的气体后的光强；s （ t ）表示气体吸收谱线的强度；线性函数g （ v -v 0）表示该吸收谱线的形状。通常情况下气体的吸收较小，可用简化式来近似表达气体的吸收。以上关系式表明气体浓度越高，对光的衰减也越大。因此，测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。原位式激光气体分析仪将激光发射模块和光电传感模块直接安装在过程管道上，通过简单的采样预处理系统直接对管道内被测气体进行在线分析。测量精度高，响应速度快，对恶劣环境适应能力强，可靠性高。lga-4500聚光科技激光气体分析仪基于半导体吸收光谱（dlas）技术的旁路过程气体分析，可对各类高粉尘、高压过程气体进行旁路处理后的在线分析。在1，4-丁二醇的生产过程中用于检测乙炔废气含量，该仪表可随时进行校验、标定、设定、诊断等操作，操作比较简便。该仪表本身性能较好，但由于工况条件

较差（高温、高腐蚀，带水严重），这四台乙炔分析仪一直没能用好，给生产造成极大不便。通过与生产厂家沟通，因此设计增加了一套预处理装置，每套装置前增加两级过滤罐，定时排放积水，改造后投入使用效果非常理想。

4、结束语

随着工业生产自动化水平的提升以及生产流程安全高效运行要

求不断提高，过程分析仪器在工业过程控制中得到了越来越多的应用。工业在线析面对的困难与问题很多：高温、高粉尘、高水份、负压及结晶、腐蚀性等恶劣气体条件；预处理装置的有效性差；过程、预处理及分析仪等环节导致的大滞后；防尘、防溅、防腐等防护的高要求。这些都对分析表的应用带来了很多困难。因此，很多分析仪表（系统）不是装上就能用得好，即使是比较先进的，进口分析仪表在化工生产中也常常出现各种各样的问题。除了在选型上把好关、注意选用适合自身工艺条件的仪表外，在使用过程中针对现场条件对仪表设备进行适当改进，加强维护工作，也是用好在线分析仪表（系统）的关键。

参考文献

[1]陶灵.工业在线分析仪表的影响因素及其对策[d].西安：西安石油大学，2008.

[2]王森. 在线分析仪器手册[m]. 北京：化学工业出版社，2008.

[3]黄一石，丁敬敏，吴朝华.仪器分析测试技术[m].北京：化学工业出版社，2011.

[4] 曲小溪，杨晓强，. 中国工业过程气体分析仪器市场现状与发展趋势[j]. 仪器仪表标准化与计量，2010，（3）.