高(gāo)中教學儀器(qì)常見(jiàn)實驗室分(fēn)析儀器(qì)及過程

紅(hóng)外(wài)煤氣成分(fēn)分(fēn)析儀主要(yào)應用(yòng®¶>↑)于工(gōng)業(yè)上(shàng)對(duìεα£')煤氣成分(fēn)進行(xíng)分(fēn)析，通(tōng)過對(duì)測量的(de♠©$)氣體(tǐ)參數(shù)變化(huà)情況的(de)分(fēn)析，掌握這(zhè)些(x πλiē)成分(fēn)的(de)變化(huà)規律，₽₩'從(cóng)而對(duì)于實現(xiàn"€π♥)生(shēng)産全程動态控制(zhì)，無論是(shì)理(lǐ)論計(jì)算(suàn)還§↔(hái)是(shì)現(xiàn)場(chǎng)操作(zuò)"‍׶，都(dōu)具有(yǒu)十分(fēn)重要(yλα←ào)的(de)指導意義。該儀器(qì)适合氮肥廠(chǎng)、鋼鐵(tiě←$)公司、煤氣廠(chǎng)等行(xíng)業( >λγyè)的(de)分(fēn)析煤氣、半水(shuǐ)煤氣、變換氣、原料氣中CO2，C∑•♦nHm，O2，CO，CH4，H2及NOx等成分(fēn)的(de)分(fēn)析。∑®✔目前市(shì)場(chǎng)上(shàng)±φ♥£主要(yào)有(yǒu)實驗室分(fēn)析儀和(hé)過程分(fēn)析儀兩大(dà)類分↑♦♣(fēn)析儀器(qì)，現(xiàn)就(jiù)适合于煤氣成分(fēn)≠₽β×分(fēn)析的(de)儀器(qì)簡單 π¶介紹一(yī)下(xià)。

一(yī)、常用(yòng)實驗室分(fēn)析儀器(qì)

1.奧氏氣體(tǐ)分(fēn)析儀

作(zuò)為(wèi)一(yī)種經典的(d×π✔e)化(huà)學式手動分(fēn)析器(qì)，奧氏氣體(tǐ)分(fēn)析±✔↕δ儀具有(yǒu)價格便宜、操作(zuò)方便、維修容易等優πφ₩π點，該儀器(qì)一(yī)直在廣泛應用(yòng)著(zhe)，常用(yòng)于煤♣'氣中CO2、O2、CO、H2等的(de)含量測定。其原理(lǐ)是(shì)利用(yò​¥ng)吸收法來(lái)測定酸性氣體(tǐ)、不(bù)飽和(hé)烴、氧和(hé)一(yī)'♦±≠氧化(huà)碳，使氫在氧化(huà)銅上(sh✔π✘ àng)燃燒，使飽和(hé)烴鉑絲上(shàng)☆Ω與空(kōng)氣中的(de)氧燃燒，利用<↕α(yòng)稱重法來(lái)測定。該儀器(qì)雖然是(shì)操作(zuò)簡單，價格較♣δ∞便宜，但(dàn)測定時(shí)精度不(bù)€₽€是(shì)很(hěn)高(gāo)，準确度取決于÷♣操作(zuò)者的(de)熟練程度，且測量數(shù)據不(bù)象LCD那(nà)麽直×± →觀、清晰。

奧氏氣體(tǐ)分(fēn)析儀在應用(yòng)上(shàng)存在的(de)不(bù)足主♣ →α要(yào)有(yǒu)：

1）梳形管容積對(duì)分(fēn)析結果有  (yǒu)影(yǐng)響；

2）不(bù)能(néng)分(fēn)析出Ar，不(bù)适宜用(yòng)₽®奧氏儀分(fēn)析循環氣，應逐步采用(yòng)氣相¥∑¥×(xiàng)色譜儀；

3）奧氏儀進行(xíng)動火(huǒ)分(fēn)析測定時(shí)間(jiāβ®n)長(cháng)，有(yǒu)時(shí←©)存在一(yī)定誤差，還(hái)必須注意化(huà)學反應的(de)完全程度，否則讀"♣(dú)數(shù)不(bù)準誤導生(shēng)産。

2.微(wēi)量硫分(fēn)析儀

随著(zhe)常溫精脫硫新工(gōng)藝的(de)應用(yòng)，象氮肥廠(chǎng)就¥ ₹(jiù)很(hěn)有(yǒu)必要(yào←π♠₽)配備微(wēi)量硫分(fēn)析儀，以确保聯醇催化(huà)劑、氨合成催化∞Ω(huà)劑的(de)安全，為(wèi)生×≤(shēng)産樣氣中各種微(wēi)量形态硫的(de)★∏定性和(hé)定量檢測提供了(le)方便快(k±™uài)捷的(de)檢測手段。

3.可(kě)燃氣體(tǐ)測爆儀

用(yòng)奧氏儀進行(xíng)動火(h®↕♣✘uǒ)分(fēn)析測定時(shí)間(jiān)長'£(cháng)，有(yǒu)時(shí)存在一(yī)定誤差，因此建議(yì)選用★•↔(yòng)可(kě)燃氣體(tǐ)測爆儀。

4.工(gōng)業(yè)氣相(xiàng)色譜儀

工(gōng)業(yè)氣相(xiàng)色譜在煤氣分(fēn)析中應用(yòng)最多(duō)δ≤，氣體(tǐ)組分(fēn)按H2、N2、CO和(hé)CO2的(de)順序依次被測定。此外(£&✔ wài)該技(jì)術(shù)還(hái)可(kě♥∞© )用(yòng)于轉爐爐氣和(hé)燒結廢氣中此類組分(fēn)的(de)分(fēn)析。近≥≤∏(jìn)年(nián)來(lái)色譜分(fēn)析儀得(de)到(dào)推廣，但(dàn)是•₹¶∞(shì)色譜分(fēn)析儀需要(yào)對(duì)氣體(tǐ)進行(xíng)分₩×∞>(fēn)離(lí)後再檢測，很(hěn)難實現(xiàn)實時(shí)≠φ∞在線。除了(le)國(guó)內(nèi)€♣<少(shǎo)數(shù)高(gāo)爐仍采用(yòng)該方法之外(wài)，工(gōng)業(§₩•$yè)氣相(xiàng)色譜儀逐漸被質譜儀或紅(hóng)外(wài)分(fēn ☆)析系統代替。

5.工(gōng)業(yè)氣體(tǐ)質譜∏§儀

質譜儀以物(wù)質離(lí)子(zǐ)的(de)<÷ε質荷比作(zuò)為(wèi)判據進行(xíng)定性和(hé)定量分(fēn)₹®←₹析。氣體(tǐ)質譜儀通(tōng)常采用(yòng)電(§ ↑diàn)子(zǐ)轟擊方式離(lí)子(zǐ)化(huà)，所有(yǒu)物(wù)質都(dō‌ δ£u)有(yǒu)特征的(de)解離(lí)方式。質譜儀的(de)特' 點是(shì)分(fēn)析速度極快(kuài)、可(kě)同時(shí)分→±(fēn)析的(de)組分(fēn)多(duō)，而且分₽‌(fēn)析的(de)精度很(hěn)高(gāo)。♠∞  但(dàn)質譜儀多(duō)成分(fēn)和(hé)'α高(gāo)速度的(de)分(fēn)析性能(néng)在✔ε高(gāo)爐、燒結等工(gōng)段應用(yòng)的(de)優勢并不(bù)"£明(míng)顯，也(yě)需要(yào)對(duì)氣&π™β體(tǐ)進行(xíng)分(fēn)離(lí)後再檢測，很(>βεhěn)難實現(xiàn)實時(shí)在線分(fēn)析，儀器(qì)成本又(™✘yòu)很(hěn)高(gāo)。目前高(g×α₩←āo)精度的(de)質譜儀主要(yào)還(γ‌δ♦hái)是(shì)依靠進口，其維修零備件(Ω≈‌jiàn)也(yě)都(dōu)要(yào)從(cóng)國(♣≤‌₽guó)外(wài)進口，國(guó)內(nèi)代理(lǐ)商響應大(dà•↓)多(duō)緩慢(màn)，這(zhè)對(du ₹₩ì)系統的(de)投用(yòng)率影(yǐng)πφ響很(hěn)大(dà)。還(hái)有(yǒu)，↔ε 國(guó)內(nèi)運行(xíng)環境與國(guó)外(wài)有(yǒu)差異，儀器(≈₹qì)故障率也(yě)很(hěn)高(gāo)，維護相(xiàng)當頻(pín) •繁，維護費(fèi)用(yòng)也(yě)大(dà$₩•)。

6.其它

其它常用(yòng)的(de)還(hái)有(yǒu)電(diàn)導儀、酸度計(jì) ♠✘、分(fēn)光(guāng)光(guāng)度計(jì)、含水(★£σshuǐ)測定儀等。

二、常用(yòng)過程分(fēn)析儀器(↓αqì)

1.微(wēi)量氣體(tǐ)分(fēn)析儀

精煉氣中微(wēi)量(CO+ CO2) ≈✔±的(de)測定是(shì)氮肥廠(chǎng)比較重要(yào)的(de)分(fēn)析項目，由于ε'含量低(dī)(CO+CO2≤25×10-6)，有(yǒu)些(xiē)場(chǎng)合氣體(tγ<ǐ)含量甚至是(shì)ppb級的(de)低(dī)含量，§×σ用(yòng)手工(gōng)方法難以測出其組分(fēn)λ←&。

2.熱(rè)導式分(fēn)析儀

熱(rè)導式分(fēn)析儀是(shì)出現(xσ→ ±iàn)最早、種類較多(duō)且應用(yòng)較廣的(de)一(yī)類在線分(f→∏♥¥ēn)析儀，常用(yòng)來(lái)自(zì)動測定混合氣中H2、§αφ£Ar、SO2等多(duō)種氣體(tǐ)的(de)體(tǐ)積分(fēn)數(shù)。≈↕

3.氧分(fēn)析儀

煤氣中氧含量的(de)在線分(fēn)析常采用(yòn₽™g)電(diàn)化(huà)學式或者熱(rè)磁式氧 ←分(fēn)析儀，其靈敏度高(gāo)，還(hái)可(kě)設置報(σ¥♣×bào)警裝置，維修更換方便。

4.常量紅(hóng)外(wài)線氣體(tǐ)分(fēn)析儀

常量紅(hóng)外(wài)線煤氣分(fēn)析儀常用󶮀(yòng)來(lái)連續測定各種混合氣體(tǐ)中的(de)'δCO、CO2、NH3、CH、H2、O2等含量，是(shì)在線分(fēn)析儀™•中比較重要(yào)的(de)一(yī)類。非分(fēn)光(guā‌₹ng)紅(hóng)外(wài)（NDIR）氣體(tǐ)分(fēn)析儀作(zuò)為(wèi↑≈)一(yī)種快(kuài)速、準确的(de)氣體(tǐ)₹σδ分(fēn)析技(jì)術(shù)，特别在γ₹→ 連續污染物(wù)監測系統（CEMS）以及機(jī)動♥>車(chē)尾氣檢測應用(yòng)中十分(fēn)普遍。國♦♥(guó)內(nèi)NDIR氣體(tǐ)分(fēn)析儀的(de)主要(yào)廠(c∞∏hǎng)家(jiā)大(dà)都(dōu)采用(yòng)國(guó∑€ )際上(shàng)八十年(nián)代初的(de)紅(hóng)外(wài)σ∞氣體(tǐ)分(fēn)析方法，如(rú)采用(yòng)₩≠λ‌鎳锘絲作(zuò)為(wèi)紅(hóng)外(wài)光(guāng)源≈€₹、采用(yòng)電(diàn)機(jī✔♥≤")機(jī)械調制(zhì)紅(hóng)外(wài)光(guāng)、采用(yòng)薄膜電(☆>diàn)容微(wēi)音(yīn)器(qì)或InSb等作(zuò)為(wèi)傳感器δδ(qì)等。由于采用(yòng)電(diàn)機(jī)機(jī)械調制(zhì)，儀器( δ∑qì)功耗大(dà)，且穩定性差，儀器(qìλα)造價也(yě)很(hěn)高(gāo)。同時(shí)采用(yòng)薄膜電(diàn)容微∑∑∑(wēi)音(yīn)器(qì)作(zuò)為(wèi)傳感使得(de)儀器(qì)對(d→$φuì)震動十分(fēn)敏感，因此不(bù)适合便α≥←攜測量。随著(zhe)紅(hóng)外(wài)光(guāng)源、傳感器(qì)及電(αφdiàn)子(zǐ)技(jì)術(shù)的(de)發展，NDIR紅(hóng)外(wài)≈÷↓氣體(tǐ)傳感器(qì)在國(guó)內(nèi)外(wài)得(de)到(dà✘₹←☆o)了(le)迅速的(de)發展。主要(yào)表現( ™xiàn)在無機(jī)械調制(zhì)裝置，采用(yòng)新型紅(hóng)外(wài)傳感♣≈₩器(qì)及電(diàn)調制(zhì)光(guāng)源，在₽≤≈儀器(qì)電(diàn)路(lù)上(shàng)采用(yòng)了(l¶✔e)低(dī)功耗嵌入式系統，使得(de)儀器(qì)在體(tǐ)積、功耗₩₹×✘、性能(néng)、價格上(shàng)具有(yǒ♣☆φu)以往儀器(qì)無法比拟的(de)優勢。

如(rú)現(xiàn)在市(shì)面上(shàng)的(de)煤氣分(fēn)析儀Gasboa<₹rd-3100（在線型），采用(yòng)國(guó)際領先的(de)非分$∑(fēn)光(guāng)紅(hóng)外(wài)氣體(tǐ)分(fēnφ↔)析技(jì)術(shù)，長(cháng)壽命電(dià₩©♦n)化(huà)學傳感技(jì)術(shù)，及基于MEMS的(de)熱(rè)導技(jì)術(s≤δhù)，可(kě)同時(shí)在線測量↔≥Ω↑煤氣、生(shēng)物(wù)燃氣的(de)熱(rè)值，≥←>↔以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體(tǐ)的(de)體(tǐ)積濃÷₩§度。

煤氣分(fēn)析儀Gasboard-3100（在線型）

該儀器(qì)廣泛應用(yòng)于煤氣工(gōng)業(yè)過程氣體(tǐ)中多(duō‍≥©)組分(fēn)氣體(tǐ)體(tǐ)積濃度的(de)測量，如(rú)氮肥廠(ch♦≈ǎng)、鋼鐵(tiě)公司、煤氣廠(chǎ♦Ω€ng)等煤氣、半水(shuǐ)煤氣、變換氣、原料氣等。通(tōng)過對(duì)測量氣體( ¥Ωβtǐ)參數(shù)變化(huà)情況的(de)分(fēn)析，以↑"×π掌握這(zhè)些(xiē)成分(fēn>☆α)的(de)變化(huà)規律，從(cóng)而實現(xiàn)對(duì)生(shēng∞→)産全程動态的(de)監測。

分(fēn)析技(jì)術(shù)儀器(qì)化(huà)，分(fēn)析儀器(q∑πì)自(zì)動化(huà)是(shì)主導發展方向。分(fēn)析方法和(hé)技(Ωφ©jì)術(shù)是(shì)分(fēn)析儀器(qì)的(de)導向，定型€✔的(de)分(fēn)析測試方法都(dōu)需要(yào)轉化(h>‍uà)為(wèi)儀器(qì)裝置。随著(zhe)♠♣生(shēng)産的(de)不(bù)斷發展，對(d‌βuì)分(fēn)析的(de)質量和(hé)性能(néng)要(yào)∑₹∏☆求也(yě)在不(bù)斷提高(gāo)，實驗室分(fēnβ ♦λ)析儀已經不(bù)能(néng)适應連續σ®π♣自(zì)動化(huà)的(de)生(shēng)産監測和(hé)控制(zhì)。分(fē↕↓∑n)析儀器(qì)自(zì)動化(huà)除了(le)要(yào)利用(yòng)∑✔≤當前發展的(de)電(diàn)子(zǐ)技(jì)術(shù)和(hé)計(j≥¶ì)算(suàn)技(jì)術(shù)實現(xiàn) ↔以外(wài)，還(hái)會(huì)要(yào)綜合≤↕✘地(dì)利用(yòng)正在熱(rè)門(mén)化(huà)的(de)嵌  入式智能(néng)化(huà)平台技(jì)術(sh  ù)、超微(wēi)精密加工(gōng)技(jì)術(shù)。過程分(fēn)析儀正逐  漸在我國(guó)中、小(xiǎo)型企業(yè)普及，實時(shí)為(wèi✘₹)企業(yè)生(shēng)産提供動态控制(zhì)和(hé)監測。