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氧分析仪在空分行业的分析原理及选型

更新时间:2022-02-23       点击次数:5142

什么是“空分”?

所谓“空分”,更通俗的说法就是“空气分离”,即将空气里的气体,如氧气、氮气、氩气等分离出来,用于石化、电子、汽车、节能、建筑、餐饮等其他产业,以加速和帮助其他产业的发展。

 

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空分行业相比与其他行业,由于其专业性强,与民生的直接关联性不高,因此很多人可能会对这个词感到陌生。但其实,随着我国空分行业的提升与发展,如今空分行业的应用领域已经扩大了很多。无论是你在钢厂看到的蓝色火苗,还是在葡萄酒里看到的氤氲水汽,甚至是街边闪烁的五彩霓虹,都是工业气体的功劳。可以说,每个人都是空分行业的受益者。


“空分”产业的应用及前景

相较于空分设备而言,工业气体与民众的生活更为密切。氧气可以让肉类保持新鲜,二氧化碳可以抑制细菌增长,氮气可以低温冷冻,氩气可以充当高品质金属的保护气,氢气可以在高温下将金属氧化物还原……而这些气体,如今都已经通过空分设备分解获得,并广泛应用于各个行业和领域。

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空分设备生产的气体主要应用于大量使用氧气或氮气的化工、工业气体、冶金、电力等国民经济基础性行业,是上述行业工业装置的重要配套设备。目前,中国市场对工业气体需求大的是化工、石油、电力及钢铁产业,它们消费了市场上工业气体60%的份额,其余的40%被医疗、食品、电子、建筑、印刷、汽车等产业消费。

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而且,近年来,随着国家发展新兴产业、去产能、节能减排等政策的有力推动下,诸多新兴行业迎来了对空分设备和其他气体分离设备的新需求。在未来,我国煤化工、石油炼化、冶金等大型工业对于空分装置的需求还将持续。根据空分装置市场规模历史增速,预计到2026年,我国空分装置市场规模将增长至1566亿元。相比于新能源、大数据等热门行业,“空分”行业可谓默默无闻,却拥有着巨大潜力。


“空分”行业常见分析及选型

冶金、电子、化工等行业对高纯气体的大量需求,使得空分行业必须精益求精,除了工业氧、工业氮等气体外,还需确保生产5N级别的高纯氮、高纯氧、高纯氩等高纯气体。为了保证气体产品的质量,必须严格控制中间产品和最终产品微量杂质的含量,这就对在线、离线气体分析仪的检测灵敏度、测量精度、稳定性和使用寿命提出了更高的要求。

同时,由于总体环境的不稳定,空分生产过程中必须加强对大气、液氧等其他危险物的含量进行在线监控,以保证空分的安全与长期运行。因此,如何选择,并使用好气体分析仪,对制氧企业的安全生产、质量控制具有重要意义。在这里,以钢铁行业空分为例,工业物理为您列举了在线分析项目一览表及设备推荐选型——

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1. 氧分析仪及分析原理

在空分生产过程中,氧含量的检测通常尤为主要,包括纯氧、常量氧、微量氧、痕量氧。常量氧分析主要由顺磁氧分析仪和氧化锆分析仪实现,而微量氧分析主要依靠氧化锆氧分析仪和燃料电池型氧分析仪。

Systech Illinois希仕代PM700机械顺磁氧分析仪是磁力机械式氧分析仪,采用高性能的顺磁(哑铃)传感器。利用氧的顺磁特性,当样品气体中含有氧气时,磁场中氧分子由于其顺磁特性,会推动哑铃在磁场中发生偏转,使打到哑铃镜面的光束不均匀地反射到光敏元件上,产生电压信号,转换后可以读出氧的浓度。设备的传感器采用标准空气校准,无需参比气。

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Systech Illinois希仕代ZR800氧化锆氧分析仪配备的则是高纯度、高密度、性能稳定的氧化锆陶瓷传感器,在650℃以上加热时,传感器会产生一个和氧气中氧浓度相关的电压信号,通过高速微处理器的转换及线性化,能够极快地将数值结果显示在LED屏幕上。ZR800系列氧分析仪的特点是量程范围宽,可以满足0.1ppm到100.0%的氧含量测试要求。超群的响应时间和准确度,让ZR800氧化锆氧分析仪在空分行业中得以广泛应用。

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Systech Illinois希仕代EC900及EC91系列则是燃料电池型氧分析仪,但设备采用希仕代氧电池技术,使用寿命高于普通原电池型氧分析仪,长达4-5年。在国内拥有良好口碑的EC900系列氧分析仪以多种电化学燃料电池检测氧气,燃料电池内置传感器,当氧气扩散到电池的阴极时,会产生电流,且正比与样气中氧气的浓度。希仕代的电化学氧传感器可以使用在0.01ppm-100.0%氧含量的测量,此外,也可以用在含氢气、腐蚀性气体、酸性气体、可燃气体、碳氢化合物和惰性气体中的氧气检测。对于环境恶劣的场所,防爆等级达Eex ia IIC T4的EC91氧分析仪可以提供本安型的防爆测量。

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2. 微量水分析仪及分析原理

微量水分析仪又称“露点仪”,主要用于分析增压空气中的水分含量。Systech Illinois希仕代MM500系列微量水分析仪采用电解法测试原理,配备高品质的五氧化二磷(P2O5)测水量探头,给过程环境带来了灵活性。

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为了实现绝对测量,该技术借鉴了物理学的基本原理。 五氧化二磷 (P2O5) 湿度传感器由围绕石英管形成的金属绕组组成。 绕组两端电阻的变化会导致测量电流发生变化。 根据法拉第定律,这与气流中的微量水含量成正比。因此,通过探头的气流流速和测试仓内的电流给出了取样气体中微量水含量的绝对测量。0.01ppm到1000ppm的宽范围、高准确性、迅捷反应,与可再生传感器,使得MM500系列微量水分析仪在空分行业久赋盛誉。

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微量氧分析仪品牌比对

进口氧分析仪品牌繁多,除了性能稳定,价格合适,操作简便外,Systech Illinois希仕代品牌的氧分析仪也有其独到的特点,能够在一众氧分析仪中脱颖而出——

1. 出众的燃料电池使用寿命

使用电化学燃料池原理的微量氧分析仪不在少数。通常,大多数燃料电池的使用寿命为1-2年。而Systech Illinois希仕代因其电化学燃料电池专/利,可拥有更长的电池寿命,高达4-5年。从下图电池容量的比对图中可以看出,Systech Illinois希仕代的电池容量更大,约为普通进口氧分析仪容量电池的4-5倍,且无需更换电解液或清洗电极,因此避免了特殊保养维护。

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2. 无需配备吹扫气

大多数微量氧分析仪在使用时,需要客户配备吹扫气,通常为氮气。这是因为如果因为停机或零点校准,外界空气会大量进入仪表传感器,引起传感器寿命消耗,因此需要再次开机前反向吹扫。而Systech Illinois希仕代则无需配备吹扫气,因为设备后方配有两个可调节的针阀,当开启传感器时,首先打开OUT阀,然后通过打开IN阀调节流量;当关闭传感器时,首先关闭IN阀,然后关闭OUT阀。在停机检修期间,通过调节阀顺序关闭传感器,就不会造成外界空气进入传感器中。Systech Illinois希仕代氧分析仪在设计上*为用户所想,实现真正的精确与便捷。


我国的空分行业一路摸爬滚打,从20世纪中期的技术仿制、到20世纪8,90年代的技术引进和自主发展,到如今可实现自主研发和生产相应空分装置,发展迅猛,前景无限。虽然“空分”行业不被民众所熟知,却切切实实地关系着民生,关联着生活中看似不起眼的各行各业。正如工业物理,愿用高质量的测试和检验解决方案,让平凡无奇而至关重要的时刻、让默默无闻而潜力无限的行业,熠熠生辉。

 

 

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