氯化氢纯度及微量氯在线分析仪的原理和应用pdf

  学兔兔 第4o卷 第5期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．40 No．5 2011年5月 Technology＆Development of Chemical Industry May．2011 氯化氢纯度及微量氯在线分析仪的原理和应用 蔡 阳 (南宁化工股份有限公司，广西 南宁 530031) 摘 要：介绍了OMA。3010氯化氢及微量氯在线分析仪的测量原理，阐述了在生产中的安装、应用以及维 护需要注意的几点。 关键词：氯化氢纯度；游离氯；在线分析仪；原理；应用 中图分类号：TQ018 文献标识码：B 文章编号：l671—9905(2011)05—0062—03 在聚氯乙烯(PVC)树脂的生产中，氢气与氯 ， )=Io )cxp{-LI∑L L +￡ )l} 气在合成炉中燃烧生成氯化氢，氯化氢再与乙炔 l-l JJ 合成氯乙烯，合成氯化氢时预防过氯是安全防范 式中：Io(X)——入射光在波长入处相对强度； 工作的重点，因为游离氯与乙炔气在混合后即发 I(A)——出射光在波长 处相对强度； 生激烈反应，生成氯乙炔并放出大量热量，促使 — — 光程： 混合气体瞬时膨胀。易在混合脱水的石墨冷凝器 c厂 第i种气体浓度； 等薄弱环节处爆炸，破坏性很大，因此自从第一 Oi(A)——第i种气体的吸收系数； 代钢制氯化氢合成炉开始我们就期望能有游离 占(A)——粒子散射等因素导致的消光系 氯在线监控设备，但由于在氯化氢背景下测量游 数。 离氯的难度，氯化氢合成炉已发展到了第四代 由上式可见，普通的算法根本没办法区分光衰 蒸汽合成炉时，才攻破了技术难关，产生了氯化 减是气体吸收引起的还是粒子散射等非吸收现 氢纯度及微量氯在线。 象引起的，而差分吸收算法是将气体的吸收分解 为两部分： 1 测量原理 (A)=口 (A)+吼(A) OMA．3010氯化氢及微量氯在线分析仪采用 其中 (A)是随波长快变化的部分， (A)是 的是全光谱分析技术，由于同种气体在不同光谱 随波长慢变化的部分。而粒子散射等因素导致的 波段有不同的吸收．不同气体在同一光谱波段也 消光作用都是随波长缓慢变化的。显然，吸收中 有吸收叠加作用，则通过对连续光谱的分析，可 随波长快变化的部分只与气体吸收有关，对其进 以同时测量多种气体。实用中采用全息光栅对被 行相应的计算即可得到相关气体的浓度。 测气体吸收后的光进行分光，使用二极管陈列传 感器将分光后的光信号转换成电信号，获得介质 的连续吸收光谱，以此来实现了多种气体的同时测 量。 得到了连续光谱数据后．还需要对数据来进行 处理算出气体浓度，在OMA．3010中，采用的是独 特的差分光学吸收光谱算法(DOAS，Differential Optical Absorption Spectroscopy)：光束穿过长度为 圈1 0MA-3010原理示意图 L的被测气体环境后，由于气体对光的吸收作用， 光能量将发生衰减。被测气体在波长 处对光强 下面以单组分计算为例说明DOAS算法，并 的吸收，可用Beer—Lambe~关系准确表述： 与紫外非分光测量技术(双波长)作比较。 收稿日期：2011-02．16 学兔兔 第5期 蔡 阳：氯化氢纯度及微量氯在线 中的腐蚀性气体对仪器表面和外部配件的腐蚀， 在各单元外部再套一个鳞化喷塑的户外柜进行 保护。最后由分析仪输出4—20 mA的信号电流至 DCS进行显示和控制。 3 使用和维护 OMA．3010氯化氢及微量氯在线分析仪使用 液晶触摸屏进行人机对话，其操作系统OMA． Monitor能轻松实现数据采集、数据计算、自检、标 定、报警等功能，能够最终靠RS232、Rs485端口实 现与上位机的数据通讯以及通过4～20 mA、开关 量与中央控制器进行通讯。 图2 DOAS算法示例图 在分析仪投用前，厂家技术员会对每个组分 2 安装 进行标定，以确保测量数据的精确。然而在不同 的工况环境及长期在线工作的情况下，定期的标 OMA．3010安装时同样遵从分析仪器的安装 定处理也是很必要的。 原则。应选取直管段进行采样，取样点前的直管 3．1 调零标定 段长度至少为管道直径的2倍以上，5倍最佳；在 分析仪在出厂前已经准确调零和标定，初次 取样点后的直管段长度至少为管道直径的0．5倍 使用无需标定，但随着分析仪内部电子元器件的 以上。2倍最佳。 老化，系统参数会缓慢漂移，影响测量准确性，因 OMA．3010宜安装在氯化氢工序的现场，尽 此需要对分析仪进行周期性的调零和标定。 量接近合成炉的出口，采样气先进入预处理单 (1)分析仪正常运行时每3个月进行一次手 元，经两级凝结过滤器去除样气中的水分、粉尘， 动零点标定，但发生以下情况时也需调零：(1)分 再经过高分子膜干燥剂干燥气体，然后控制好流 析仪长期停机后再次投用；(2)手动标定之前；(3) 量输送到气体室做多元化的分析，分析完毕后的尾气可 更换气体室之后。 以通过碱池排放，也可由水洗塔吸收。为避免样 (2)自动调零：分析仪正常运行时会自动调 气中的水汽冷凝形成浓盐酸腐蚀管道以及污染 零，可设置24 h调零一次，自动调零时有3—5 rain 测量透镜。整个气路全程伴热。同时为避免环境 测量数据会停滞无变化，此时是监控的空白点， l250 因此有设计院在设计PVC生产线氯化氢及微 量氯在线分析仪进行监控。以达到无缝监测、确 保安全的目的。 回 。囝 排气口 3．2 量程标定 、 ^口 中央控箭单元 璜处理单元 用户在量程标定前，可对某个组分测量的准 固 且 一 J ‘… ——一 、、 确性进行检测验证，通人标气，根据测量结果对其校 0 。 气路控毒I单元口一 I 过器档 … 验，以便决定是不是需要进行量程标定。 220V，^C I I f l OMA．3010的量程范围很大，这个也是采用 卣 分光光谱分析技术的优势：当被测气体浓度低 一 时，利用气体吸收强的波段分析；而浓度高时，则 标 标 ●●气 茸 }，， 利用气体吸收弱的波段分析。实现量程自动切 瓶 瓶 碱池 ＼ 工 换。具体到OMA。3010来说，游离氯纯度有两个量 ＼＼ 一 一 ／

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