过程检测及仪表教学课件作者丁炜第7章分析仪表.ppt

第7章 分析仪表 知识目标 能力目标 7.1 概述 7.2 热导式气体分析仪 7.3 氧化锆氧分析仪 7.4 红外线气体分析仪 7.5 工业气相色谱仪 技能训练11 知识目标 了解分析仪表的特点 掌握热导式气体分析仪、氧化锆氧分析仪、红外线气体分析仪和色谱分析仪测量原理 掌握热导式气体分析仪、氧化锆氧分析仪、红外线气体分析仪和色谱分析仪的使用方法 能力目标 能完成热导式气体分析仪的校验与投运任务 能完成氧化锆氧分析仪、红外线气体分析仪和色谱分析仪的操作任务 7.1 概述 在现代工业生产过程中，要确定原料、成品、半成品的质量是否符合标准，就必须对有关质量的参数进行分析，例如化学性质、化学成分及其特点。用来测量这些参数的仪表称为分析仪表。能够自动监视与测量工业生产过程中物料成分或性质的分析仪表称为流程分析仪表。 7.1 概述 随着现代工业生产过程的反应速度愈来愈快，依靠人工化验分析已不能满足生产需要，因为从取样到分析需要一定时间，而且是断续进行的，这就不能保证这段时间内产品的质量。例如纯氧顶吹炼钢，吹炼一炉钢水仅需15 min，为保证产品质量，必须采用在线炉前快速定碳分析。又如在氢冷式发电机中，为了保证氢气纯度，防止混入过多氧气而发生爆炸，必须在线连续监视氢气的纯度。 7.1 概述 如果能通过流程分析仪表及时得到原料、成品或半成品的质量情况和给出控制指标，根据分析信号进行质量控制，就可以取得最佳的控制质量。例如锅炉燃烧过程，若根据分析烟道气的化学成分来控制空气供给量，则可获得最高的热效率，节省能源消耗。 环境保护是关系到人民身体健康的大事，在工业生产中排至空气中某些有害气体成分高达某一限度时，便会危及人类的生命。所以，必须用分析仪器仪表对这些成分进行连续监视。 7.1 概述 7.1.1作用及特点 分析仪表主要用于以下几个方面： (1)工艺监督在生产流程中，合理地选用分析仪表能准确、迅速地分析出参与生产过程的相关物质成分，可以及时地控制和调节，达到最佳生产过程的条件，从而实现稳定生产和提高生产效率。例如，连续分析进入氨合成塔气体的组成，根据分析结果及时调节和控制气体中氢和氮的含量，使两者之间保持最佳的比值，从而获得最佳的氨合成率，使产氨量增加。 7.1 概述 (2)节约能源目前，工业分析仪表越来越多地应用在锅炉等燃烧系统，用来监视燃烧过程，降低能耗，节约燃料。例如，实时分析燃烧后烟气中成分(如二氧化碳和氧的含量)，是判断燃烧状况，监视锅炉经济运行的主要手段。 (3)污染监测对生产中排放物进行分析，使其中的有害成分不得超过环保规定的值。例如，化工生产中排放出来的污水、残渣、烟气对大气、水源和农田等都会造成污染，所以需要对排放物及时进行分析和处理。 7.1 概述 (4)安全生产在工业生产中，必须确保生产安全和防止设备事故。例如，锅炉给水和蒸汽中的含盐量及二氧化硅等，会腐蚀设备和形成水垢，从而造成受热面过热，降低强度而引起不安全问题，这就须对锅炉给水或蒸汽中的含盐量、二氧化硅等进行分析，确保锅炉的安全运行。 分析仪表有以下几个特点： (1)自动分析仪表的分析方法的研究比较困难，仪表结构复杂； (2)仪表元件机械加工要求高，电子线路复杂； (3)仪表专用性强，品种多，价格高； (4)使用条件苛刻。 7.1 概述 7.1.2分类 分析仪表按使用场所可分为实验室分析仪和工业分析仪。按被测对象分类有氢分析仪、氧分析器、工业pH仪、盐量表等。若按分析仪表的工作原理，可分为以下几种：①电化学式分析仪表如电导式、电位式、电量式分析仪等；②热学式分析仪表如热导式、热化学式分析仪等；③磁学式分析仪表如热磁式、磁力机械式分析仪等；④光学式分析仪表如红外线吸收式、分光光度式、光电比色式分析仪等；⑤色谱仪如气相色谱仪、液相色谱仪。 其他还有射线式分析仪表、离子式光学分析仪表等。本篇将着重介绍化工生产中常用的工业分析仪表。 7.1 概述 7.1.3组成 工业分析仪表一般有四个基本组成部分： (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不可缺少的部分。它的功能是从对象中取出有代表性的待分析介质样品并作必要的预处理。 7.1 概述 取样装置包括取样探头及其他一些与探头有直接关系的部件，如冷却与冷凝收集器、反吹清洗器、抽吸器及取样泵等。这些部件的主要作用是取样，同时也对样品作初步预处理。例如，取样有正压取样和负压取样，对负压取样，应有抽吸器。另外在取样时，对烟尘量很大的样品往往采用水洗的方法进行机械杂质与腐蚀性气体的过滤，初步过滤掉样品中颗粒较大的机械杂质。由于取样装置直接安装在现场，工作条件恶劣，容易损坏，因此要用良好的材料制造，同时又要便于修理和更换。 7.1 概述 样品经取样探头后再通入预处理系统，这