韓笑

摘要：為降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品品質(zhì)以及轉(zhuǎn)化效率，確保我國(guó)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展政策順利實(shí)施，在線分析儀表在我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)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(gòu)成為切入角度，對(duì)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(yīng)用，以供專業(yè)人士參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：在線分析儀表；選擇；應(yīng)用

在化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)在線分析儀表連續(xù)的測(cè)量被測(cè)介質(zhì)的物理與化學(xué)參數(shù)。通常為便于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)工藝介質(zhì)，可對(duì)其采用現(xiàn)場(chǎng)安裝方式，使得在線分析儀表可以自動(dòng)完成取樣、分析、信號(hào)處理與傳輸作業(yè)。此外，為迎合工藝生產(chǎn)的要求，可以控制（DCS）對(duì)其進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。

一、在線分析儀表的構(gòu)成

在線側(cè)梁系統(tǒng)的組成包含預(yù)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(cè)量與控制的精確性，可在取樣點(diǎn)附件或獨(dú)立保護(hù)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(shè)備中提取并分析，可將帶有切斷閥的探頭設(shè)計(jì)在取樣裝置處。與此同時(shí)，樣品的初步處理可通過(guò)前級(jí)預(yù)處理裝置完成，后續(xù)處理可通過(guò)預(yù)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(duì)于樣品在溫度以及凈化等參數(shù)上的要求。DCS可接收通過(guò)電纜遠(yuǎn)傳過(guò)來(lái)的樣品信息的電信號(hào)，并及時(shí)根據(jù)信息數(shù)據(jù)對(duì)工藝流程加以控制與調(diào)整。

二、常用在線分析儀表的選擇與分類

通常對(duì)變換氣、水煤氣以及合成氣等氣體的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)氣相色譜分析儀來(lái)完成，如判斷數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)其不符合工藝流程需要，則禁止其進(jìn)入下一工序。其中，對(duì)氣體含量的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)磁氧分析儀、紅外氣體分析儀來(lái)完成，從而確保穩(wěn)定、安全的完成生產(chǎn)作業(yè)。此外，為提升環(huán)境質(zhì)量，降低有害物的排放，對(duì)煙道氣體中含氧量的監(jiān)測(cè)可以通過(guò)氧化鋯分析儀來(lái)完成。為確保熱電蒸汽系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，可通過(guò)pH計(jì)、電導(dǎo)儀、濁度計(jì)、溶氧儀、酸堿濃度計(jì)等是對(duì)熱電和脫鹽水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在線COD分析儀、pH計(jì)等對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，保證符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)？

三、在線分析儀表在樣品處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)、長(zhǎng)期不間斷的完成監(jiān)測(cè)作業(yè)是在線過(guò)程分析儀表的優(yōu)勢(shì)。因此，為提升樣氣信息的傳輸速度，嚴(yán)格要求連續(xù)取樣以及樣氣的處理技術(shù)。此外，分析儀表在對(duì)樣氣進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)要求樣氣滿足標(biāo)準(zhǔn)氣的品質(zhì)要求。有針對(duì)性的設(shè)計(jì)樣氣處理系統(tǒng)，不僅可以提升其連續(xù)運(yùn)行的安全性與可靠性，而且降低其維護(hù)成本。所以在過(guò)程分析系統(tǒng)中，樣品信息處理系統(tǒng)是其核心與關(guān)鍵。

1、取樣處理系統(tǒng)的組成

樣品處理系統(tǒng)是過(guò)程分析系統(tǒng)的核心，其主要包含四個(gè)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(jiǎn)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(diǎn)的選擇

為降低預(yù)處理負(fù)荷，可通過(guò)選擇合適的探頭來(lái)完成。其中，有過(guò)濾器的過(guò)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(diǎn)時(shí)應(yīng)注意下列內(nèi)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(diǎn)。

3、樣品的傳輸

盡量減少輸送管線當(dāng)中的彎頭以及輸送長(zhǎng)度，從而縮短傳輸時(shí)間，減少樣品的積聚。此外，為保持樣品的物理與化學(xué)性質(zhì)，對(duì)其溫度加以控制。避免出現(xiàn)負(fù)壓取樣、管線泄漏等情況，提升取樣信息的精準(zhǔn)性。

4、樣品預(yù)處理

樣品預(yù)處理分前級(jí)預(yù)處理和預(yù)處理系統(tǒng)。前級(jí)預(yù)處理對(duì)樣品進(jìn)行初步處理，主要是降溫、除塵、減壓等，減少滯后時(shí)間和預(yù)處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，預(yù)處理系統(tǒng)是對(duì)樣品進(jìn)一步處理，如流量、溫度、壓力的調(diào)節(jié)；進(jìn)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(wú)毒無(wú)害的可以直接排入大氣當(dāng)中。液體可以返回工藝流程當(dāng)中或者無(wú)污染的可以就地排放。對(duì)環(huán)境無(wú)污染是對(duì)樣品排放的基本要求。

四、實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)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(yùn)行，就可能跳車，整套系統(tǒng)停車，重新開車會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失甚至可能引發(fā)爆炸？磁氧表系統(tǒng)是在工藝介質(zhì)處于負(fù)壓，并伴隨粉塵？多冷凝水，吹掃管線泄漏等多重復(fù)雜條件？但由于現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜，先期面臨了儀表進(jìn)水，吹掃管線泄漏，導(dǎo)致紅外氧分析表進(jìn)水?dāng)?shù)值停留不波動(dòng)，吹掃泄漏數(shù)值瞬間攀至峰值等諸多問(wèn)題？處理簡(jiǎn)析：取樣點(diǎn)和整套取樣管線必須全部保溫；取樣點(diǎn)采取斜向下30°傾角；預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)于冷凝水處理部分改造，使工藝氣達(dá)到無(wú)水，無(wú)塵的狀態(tài)進(jìn)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(cè)器，在低溫甲醇洗工藝部分需要對(duì)合成氣進(jìn)行脫硫脫碳，需要對(duì)脫硫脫碳后的工藝氣進(jìn)行硫含量分析，用來(lái)檢測(cè)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(cè)硫含量為微量PPM級(jí)，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(huì)造成誤差，不能及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量。色譜在線分析儀表是最復(fù)雜，難熟練掌握的分析儀表，因此在應(yīng)用、校驗(yàn)、維護(hù)等方面加以重視。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著化學(xué)工業(yè)對(duì)于控制的要求不斷提升，在線分析儀表在其中將扮演越來(lái)越重要的角色。在目前工化工生產(chǎn)中，在線分析儀表具有高精度測(cè)量、實(shí)時(shí)控制等功能，可以對(duì)工藝生產(chǎn)流程加以精確控制，進(jìn)而降低工人工作強(qiáng)度的同時(shí)，提升產(chǎn)品質(zhì)量，從而使得生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益獲得提升。