在线分析仪表的选择与应用

韩笑

摘要：为降低生产成本，提升产品品质以及转化效率，确保我国环境可持续发展政策顺利实施，在线分析仪表在我国化工企业生产中的作用正变得逐渐重要。鉴于此，本文将以在线分析仪表的构成为切入角度，对常用在线分析仪表的分类与选择加以概述，详尽阐述了在线分析仪表在样品处理系统中的应用，以供专业人士参考与借鉴。

关键词：在线分析仪表；选择；应用

在化工企业生产过程中，可以通过在线分析仪表连续的测量被测介质的物理与化学参数。通常为便于监测生产工艺介质，可对其采用现场安装方式，使得在线分析仪表可以自动完成取样、分析、信号处理与传输作业。此外，为迎合工艺生产的要求，可以控制（DCS）对其进行控制与调节。

一、在线分析仪表的构成

在线侧梁系统的组成包含预处理装置以及样品的在线分析系统，通常为保证在线分析仪表测量与控制的精确性，可在取样点附件或独立保护装置中安放在线分析仪表，如下图所示。此外，为将样品从管道设备中提取并分析，可将带有切断阀的探头设计在取样装置处。与此同时，样品的初步处理可通过前级预处理装置完成，后续处理可通过预处理装置完成，且具有样品分配以及流路切换等功能，从而满足分析仪表对于样品在温度以及净化等参数上的要求。DCS可接收通过电缆远传过来的样品信息的电信号，并及时根据信息数据对工艺流程加以控制与调整。

二、常用在线分析仪表的选择与分类

通常对变换气、水煤气以及合成气等气体的监测可以通过气相色谱分析仪来完成，如判断数据后发现其不符合工艺流程需要，则禁止其进入下一工序。其中，对气体含量的监测可以通过磁氧分析仪、红外气体分析仪来完成，从而确保稳定、安全的完成生产作业。此外，为提升环境质量，降低有害物的排放，对烟道气体中含氧量的监测可以通过氧化锆分析仪来完成。为确保热电蒸汽系统安全运转，可通过pH计、电导仪、浊度计、溶氧仪、酸碱浓度计等是对热电和脱盐水系统进行监测。在线COD分析仪、pH计等对污水处理系统进行监控，保证符合国家排放标准？

三、在线分析仪表在样品处理系统中的应用

监测实时、长期不间断的完成监測作业是在线过程分析仪表的优势。因此，为提升样气信息的传输速度，严格要求连续取样以及样气的处理技术。此外，分析仪表在对样气进行分析时，应要求样气满足标准气的品质要求。有针对性的设计样气处理系统，不仅可以提升其连续运行的安全性与可靠性，而且降低其维护成本。所以在过程分析系统中，样品信息处理系统是其核心与关键。

1、取样处理系统的组成

样品处理系统是过程分析系统的核心，其主要包含四个环节：样品的提取、样品的传输、样品的处理、尾气的排放，下面是最简单的取样系统，如图2所示，图2取样处理系统的组成。

2、探头和取样点的选择

为降低预处理负荷，可通过选择合适的探头来完成。其中，有过滤器的过滤式探头适用于含量较多的情况，直通式探头适用于含尘量小的情况，大口径直通式探头比较适用于脏液情况。选择取样点时应注意下列内容，即避免不必要的工艺滞后，在满足样品温度、温度以及清洁度的要求下，尽可能靠近分析仪表所在位置选择取样点。

3、样品的传输

尽量减少输送管线当中的弯头以及输送长度，从而缩短传输时间，减少样品的积聚。此外，为保持样品的物理与化学性质，对其温度加以控制。避免出现负压取样、管线泄漏等情况，提升取样信息的精准性。

4、样品预处理

样品预处理分前级预处理和预处理系统。前级预处理对样品进行初步处理，主要是降温、除尘、减压等，减少滞后时间和预处理系统的负担，预处理系统是对样品进一步处理，如流量、温度、压力的调节；进一步冷却、除湿、除尘、限流，流路切换和泄压等。

5、样品的排放

样品分析后排放以及旁路排放是其排放的两种方式。工艺管道、火炬等是气体样品的一般排入方式，其中无毒无害的可以直接排入大气当中。液体可以返回工艺流程当中或者无污染的可以就地排放。对环境无污染是对样品排放的基本要求。

四、实际应用中遇到的问题及解决方式

1、磁氧分析仪

煤气化红外氧分析是保证系统安全的，如果不能保证其正常运行，就可能跳车，整套系统停车，重新开车会造成不必要的经济损失甚至可能引发爆炸？磁氧表系统是在工艺介质处于负压，并伴随粉尘？多冷凝水，吹扫管线泄漏等多重复杂条件？但由于现场工况复杂，先期面临了仪表进水，吹扫管线泄漏，导致红外氧分析表进水数值停留不波动，吹扫泄漏数值瞬间攀至峰值等诸多问题？处理简析：取样点和整套取样管线必须全部保温；取样点采取斜向下30°倾角；预处理系统对于冷凝水处理部分改造，使工艺气达到无水，无尘的状态进入磁氧分析表，

2、色谱

ABB的PGC2000气相色谱，分为TCD和FPD总硫两种检测器，在低温甲醇洗工艺部分需要对合成气进行脱硫脱碳，需要对脱硫脱碳后的工艺气进行硫含量分析，用来检测净化的合成原料气是否合格，能否为下一工序提供合成气。由于检测硫含量为微量PPM级，所以在这里的取样管线要采用防吸附管线，不能采用普通不锈钢管线，会造成误差，不能及时准确测量。色谱在线分析仪表是最复杂，难熟练掌握的分析仪表，因此在应用、校验、维护等方面加以重视。

五、结语

随着化学工业对于控制的要求不断提升，在线分析仪表在其中将扮演越来越重要的角色。在目前工化工生产中，在线分析仪表具有高精度测量、实时控制等功能，可以对工艺生产流程加以精确控制，进而降低工人工作强度的同时，提升产品质量，从而使得生产企业的经济效益获得提升。