隨著儀器儀表的融入各種應(yīng)用場合，正常的工況已經(jīng)滿足不了市場需求，那么我們在特殊環(huán)境中，如何解決呢？下面小編就收集了一些關(guān)于氣體分析系統(tǒng)中的氣體預(yù)處理系統(tǒng)常見知識。

樣品處理系統(tǒng)如果只限于在線氣體分析系統(tǒng)領(lǐng)域，就該稱為樣氣處理系統(tǒng){sample (gas) handing system｝。

在在線分析工程技術(shù)行業(yè)內(nèi)，本文所述的樣氣處理系統(tǒng)，過去卻一直叫取樣預(yù)處理系統(tǒng)、或預(yù)處理系統(tǒng)、樣氣預(yù)處理系統(tǒng)、取樣及預(yù)處理單元等。由于長期帶著“預(yù)”字，好像只是在線分析器微不足道的附庸部分，遠未受到應(yīng)有的重視，這種毫無理性的“技術(shù)歧視”，嚴重阻礙了它的健康發(fā)展。

GB/T 19768—2005《在線分析器試樣處理系統(tǒng)性能表示》的國家標準，其實更早的JB/T 6854—1993的機械部標準，早就取消了預(yù)處理系統(tǒng)之前的“預(yù)”字，從中必然引申出最重要的核心技術(shù)概念和名詞術(shù)語：樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理部件。請注意，技術(shù)概念及其規(guī)范使用也是技術(shù)。令人遺憾的是，長期以來并未得到專業(yè)人士的起碼關(guān)注和認可，照樣說“取樣預(yù)處理裝置”，將樣氣處理部件叫做“功能部件”。

本文著力闡述的樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，在在線分析工程應(yīng)用中自身有相對“獨立性”、嚴密性、體系性、以及比較嚴格的規(guī)范性，怎么肯定都不為過。PLC可編程序控制器的自控功能及其軟件就是一個證明。

為了推進在線分析工程技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)該信仰和堅持一種全新的“dian覆性”技術(shù)觀念：在線分析面對諸多十分艱巨復(fù)雜的技術(shù)難題，“樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)是在線分析系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)”，我們期待樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)從此走上全面提升和健康發(fā)展的軌道。

在線分析器工程應(yīng)用的癥結(jié)和最佳途徑

在線分析器的長期連續(xù)、適時的檢測分析，必然需要連續(xù)取樣和嚴格的樣氣處理技術(shù)，要求樣氣不失真和快速傳輸，樣氣進入分析器時，要求達到近于標準氣的高品質(zhì)，例如粉塵含量 <0.3um<10ug/m3，可惜這一不可讓步的控制標準，國內(nèi)外的一些zhi名專業(yè)廠都未能達到。在線分析系統(tǒng)長期連續(xù)運行的可靠性和安全性，以及近于免維護的易維護性，這種對工程應(yīng)用的完整性保障，*依賴于樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的專業(yè)化、針對性設(shè)計。

根據(jù)每項在線分析系統(tǒng)的現(xiàn)場應(yīng)用條件和取樣條件，要采用規(guī)范的專業(yè)化，針對性設(shè)計的專用型在線分析系統(tǒng)，由具有長期工程實踐經(jīng)驗的專業(yè)制造商生產(chǎn)這些高品質(zhì)的在線分析系統(tǒng)，并承擔全過程技術(shù)服務(wù)。這種專用型的在線分析系統(tǒng)必然有也必須有作為核心和關(guān)鍵技術(shù)的樣氣處理系統(tǒng)。

對于完善的在線氣體分析，起決定作用的是使樣氣處理系統(tǒng)與千差萬別的生產(chǎn)工藝條件和環(huán)境應(yīng)用條件匹配得當、組合完善，能連續(xù)穩(wěn)定、準確可靠、近于免維護地協(xié)調(diào)運行。在線分析器對樣氣處理系統(tǒng)的這種絕對依賴，也就是對整個系統(tǒng)和工藝過程的絕對相關(guān)性，在線分析器正在(或已經(jīng))被在線分析系統(tǒng)突破和超越，使在線分析器以在線分析系統(tǒng)形式走向工程應(yīng)用成為在線分析工程技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，無論國內(nèi)還是國外都已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的技術(shù)發(fā)展主流。

樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的最新定義

樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，從技術(shù)邏輯分析，應(yīng)該由樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理技術(shù)組成，前者是硬件技術(shù)，后者是軟件技術(shù)。

樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)：sample (gas ) handing engineering

樣氣處理系統(tǒng)的最新定義：通過針對在線分析器工程應(yīng)用條件和樣氣條件的規(guī)范的專業(yè)化設(shè)計，所實現(xiàn)的樣氣處理部件與在線分析器之間的合理匹配、完善組合，而且能連續(xù)穩(wěn)定、準備可靠、近于免維護地協(xié)調(diào)運行，能勝任一臺或多臺在線分析器工程應(yīng)用嚴格要求的完整體系性樣氣處理部件的總和。簡言之，樣氣處理系統(tǒng)能將分析器與取樣點、排放點以及公共設(shè)施很妥善地連接起來。

樣氣處理系統(tǒng)：sample (gas) handing sistem

樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的最新定義：樣氣處理系統(tǒng)規(guī)范的專業(yè)化、針對性設(shè)計技術(shù)和專業(yè)性工程應(yīng)用及維護技術(shù)緊密結(jié)合的高度綜合性技術(shù)，它也應(yīng)理解成包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。

樣氣處理部件：sample (gae ) handing component

樣氣處理：sampl (gas) handing

在線分析工程技術(shù)：on-line analysis engineering
在線分析工程技術(shù)的新定義：在線分析器和樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)集成為在線分析系統(tǒng)，并成功實現(xiàn)在線分析工程應(yīng)用的全部硬件技術(shù)、軟件技術(shù)以及專業(yè)技術(shù)概念等緊密結(jié)合的高度綜合性技術(shù)。

復(fù)雜的樣氣條件和干法樣氣處理技術(shù)

復(fù)雜的樣氣條件是在線氣體分析面對的困難：

高溫(1400℃)或低溫、高粉塵(≤2000g/m3)、高水分( 12000ppm以上)或液霧、高壓(大于50MPa)或負壓、腐蝕性和爆炸性危險等;較高的自動化程度，少維護甚至近于免維護的應(yīng)用要求;防塵及防水、防腐蝕、防爆炸等方面極為苛刻的防護及安全要求;較快的反應(yīng)速度，系統(tǒng)總滯后時間一般要求<60s ;保證必要的檢測準確度等。

以上高難度的應(yīng)用要求被朱老高度概括為“取樣系統(tǒng)、可靠性、少維護、軟件技術(shù)”。

干法樣氣處理技術(shù)的必要性

干法樣氣處理技術(shù)有利于有效保持樣氣的真實性，即樣氣不失真，進而確實保證必要的檢測準確度。

干法樣氣處理技術(shù)能使樣氣干燥、潔凈，即經(jīng)過高效率的“除塵”和“除水”，達到近于標準氣的高品質(zhì)，同時使可能發(fā)生的腐蝕性也大為降低。所有這些都有利于保證在線分析器連續(xù)穩(wěn)定、準確可靠、少維護地協(xié)調(diào)運行，并延長其使用壽命。

干法樣氣處理技術(shù)已成為絕對的主流技術(shù)。當然濕法樣氣處理技術(shù)也并未被*淘汰，如焦爐煤氣O2分析系統(tǒng)，以濕法對付焦油更為有效。

樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的體系性特征

在線分析系統(tǒng)如果去掉在線分析器和某些應(yīng)用保障條件部分、公共工程部分，就是樣氣處理系統(tǒng)，體系性地簡述樣氣處理系統(tǒng)如下：

1 采樣探頭

通常稱為取樣探頭，是樣氣處理系統(tǒng)最重要和最關(guān)鍵的樣氣處理部件，根據(jù)不同工業(yè)生產(chǎn)過程差別甚大的的取樣條件，就一定有不同的針對性*的采樣探頭，zui常用的是低于650℃ 的中溫通用型采樣探頭。采樣探頭還應(yīng)包括壓縮空氣加熱(180℃)反吹單元及其程控反吹技術(shù)。反吹單元的設(shè)計一定要符合流體力學(xué)的要求，這是保障反吹效果非常關(guān)鍵的設(shè)計技術(shù)。

采樣探頭能實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程工藝樣氣的連續(xù)采樣，是在不改變工藝氣體典型化學(xué)組分特征，即保持樣氣真實性的前提下完成樣氣從工藝氣流中的分離。

采樣探頭從實用出發(fā)來認識，應(yīng)該稱為采樣探頭系統(tǒng)更為準確。采樣時技術(shù)性地實現(xiàn)物理分離非常重要。

2 樣氣輸送管線

通常采用Φ6×1不銹鋼管，為避免發(fā)生冷凝，常采用伴熱保溫技術(shù)(≥120℃)，伴熱方式以自控溫電伴熱帶較為經(jīng)濟實用。如果采用大于Φ6×1的傳輸管道，會使系統(tǒng)在技術(shù)上很必要的反應(yīng)速度超過規(guī)范的要求，即達不到<60s的要求。認為管道粗或壓力高就能反應(yīng)速度快，是個違背理論根據(jù)的很粗心低級錯誤。

3 過濾器

過濾器就其用途來說，以下三類較有代表性：

一是探頭過濾器，在取樣點就地過濾粉塵，避免在其后產(chǎn)生粉塵沉淀和堵塞的危險，目前的先進水平是0.3um 99%。

二是后級高精度膜式過濾器，以保護分析器為主要目的，目前的先進水平是0.05um 99%。

三是分析器內(nèi)部的微型過濾器，以在線分析器的自保護為目的，它并不屬于樣氣處理系統(tǒng)，一般做得比較小巧。

4 樣氣冷凝器

使樣氣冷凝至低露點(例如+2℃左右)，以干燥樣氣為目的。

壓縮機式樣氣冷凝器：能使樣氣由140℃冷至+2℃露點，效果zui好，但成本也較高;

半導(dǎo)體制冷樣氣冷凝器，入口樣氣溫度一般只能允許45℃;

渦流致冷樣氣冷凝器，能使樣氣溫度降低25℃以上，的優(yōu)勢是使用壓縮空氣，屬本安防爆類型;

使用水源的樣氣冷卻器(即熱交換器)也有不少應(yīng)用。結(jié)構(gòu)簡單的樣氣冷卻管可作為是有益的補充手段。

5 采樣泵

通常稱為抽氣泵，樣氣壓力為負壓或微正壓時，也能借助采樣泵的抽吸驅(qū)動，為分析器提供規(guī)定的樣氣流量，隔膜式抽氣泵用得較多。另外，常用蠕動泵來排放冷凝液，既不受抽氣泵抽及負壓的限制，也能在與樣氣主氣路隔離的狀態(tài)下連續(xù)排放冷凝液。

6 氣液分離器

氣液分離常是十分棘手的技術(shù)難題

旋風(fēng)自潔式分離器 對分離>5μm粉塵和液霧較為有效，可能相當于70μm粒度以上粉塵的重力分離;

凝結(jié)式分離器適用于對付更小粒度的微小液霧，旋風(fēng)凝結(jié)分離過濾器在正壓型分析系統(tǒng)中大有用武之地。

特定項目專用型(如乙烯裂解)的氣液分離是技術(shù)含量很高的綜合技術(shù);

7 樣氣流量測量及控制

樣氣流量一般用球形轉(zhuǎn)子流量計，流量控制用針形閥調(diào)節(jié)，在線分析器要求的流量一般是30-60l/h。切換和關(guān)斷氣路要采用各種閥件，以五通切換閥最被看重。

8 樣氣壓力測量與調(diào)節(jié)

高壓樣氣的減壓、穩(wěn)壓與調(diào)節(jié)是項困難任務(wù)，各種閥的原理及規(guī)格的選擇也很有專業(yè)性。

高壓樣氣在取樣點根部閥處就地減壓很有必要，以避免降低反應(yīng)速度，有利于保障后級樣氣處理器部分的安全。

9 部件材料的正確選用

以O型密封圈選材為例：連續(xù)使用溫度的高低依次為，氟橡膠包覆聚四氟乙烯(260℃)、氟橡膠(180℃)、硅橡膠(200℃)、丁晴橡膠(100℃)。以上不但是長期使用溫度的順序，也是耐化學(xué)物質(zhì)影響以及抗老化，使用壽命長短的順序。非金屬類型的O型密封卷使用溫度是327℃，是杜幫公司的全氟彈性O形密封圈Kalrez，其200多元的單價令人止步。

10 設(shè)備外殼及防護

一般采用的機柜稱為儀表盤，組裝后稱為分析(儀器)柜;人可以進入的機柜稱為分析小屋;

機柜對粉塵、水的防護等級以IPXX表示;機柜對可燃性氣體和蒸汽的防爆等級。如 dⅡCT4 dⅡBT6等。

11 機柜的氣候調(diào)節(jié)

機柜的氣候調(diào)節(jié)可分為降溫、加熱、換氣等三個大的方面。

12 自控單元

樣氣處理系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、近于免維護的運行，以及各種報警，都離不開PLC可編程序控制器為核心的自控單元。

13 標準物質(zhì)即標準氣

是在線分析器的計量標準，現(xiàn)在已采用99.999%的高純氮作為零點氣。

和其他專業(yè)顯著不同，標準氣并不是想象的那樣“標準”，常量標準氣的準確度<0.5%，而微量標準氣的準確度只能達到2%。

以上是氣體分析系統(tǒng)中的氣體預(yù)處理系統(tǒng)常見知識，希望能夠幫助到各位，東日瀛能，您身邊的氣體檢測專家！