氯化氢纯度和微量氯在线分析仪原理和应用pdf

  第 4o卷 第 5期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．40 No．5 2011年 5月 Technology＆DevelopmentofChemicalIndustry 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)cxpL{-LLI∑ +￡)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 OpticalAbsorptionSpectroscopy)：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 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—20mA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4～20mA、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 24h调零一次，自动调零时有 3—5rain 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。口一气路控毒I单元I 过器档 … 验，以便决定是不是需要进行量程标定。 220V，^C II fl 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 标气●●标茸 }，， 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 ／ 程范围，低量程范围0—150x10 和高量程范围0～ 图3 OMA-3O1O现场安装说明示意图 5000x10 ，正常情况下使用低量程测量模块 ，当 化 工 技 术 与 开 发 第4o卷 游离氯浓度大于 150x10 时则切换至高量程范 (1)每3个月进行一次调零标定。 围的测量模块 。接入 DCS时务必注意检查清楚 ， (2)每 3个月清洁一次光纤头。 以免接错线个量程搞反 ，那就很容易超 (3)每 3个月清洗一次高分子膜干燥管。 标报警 了。氯化氢纯度则只有一个量程 ，0— (4)过滤器滤芯则视真实的情况更换，若其由 100％。 白色变为黄色则需更换，本公司一般 2个月需要 对于游离氯报警的数值 。工艺控制指标为游 换一次。 离氯≤0．04％，一般设置200x10 报警，400xlO-6- (5)每3个月更换一次气体室，拆出气体室 600xlO~则需关闭乙炔事故阀切断乙炔 ，系统紧 寄回厂家 ，由厂家负责清洗后返回。 急停车。 4 结语 3．3 维护 维护工作对于分析仪长时间准确 、可靠地 OMA．3010氯化氢及微量氯在线分析仪具有 工作有着重大作用 ，不可忽视 ，应委派专人负责。 检测稳定，测量精度高，响应速度快等优点，自从 日常维护工作如下 ： 2009年 11月在本公司安装投用以来 ．成功地预 (1)检查管路有无腐蚀、泄露，各连接是否松动。 警了4次过氯事件 ，避免了更大的可能事故和损 (2)检查过滤组件 中样气压力是否在 0-3～ 失 ，对安全生产贡献甚大。此外，希望能进一步改 0．4MPa之间，若不满足则调节样气针型阀。 进气体室模块 ，最好能无需现场缠绕伴热带，这 (3)检查过滤组件的滤杯是否有积液 ，需及 样更方便整洁。 时排放。 OMA系列在线分析仪可以在一定程度上完成紫外／可见光 (4)查看除水组件中凝结过滤器滤杯中的水 波段有吸收气体和液体的浓度分析 。本文所述仅 位并及时排放。 为其中一种应用 ，还能应用在 SO、NO、NO、 (5)观察各组分浓度是不是正常，检查液晶屏 H2S、NH，、水质COD、水中金属离子等的浓度分析 是否有报警码 。 中．在多种工业过程、环保领域 中的气体和液体 (6)查看预处理单元中的流量计 ，确保样气 的实时分析上存在广泛的应用 ，能有效保 障生产 流量在 120L·h 以上 。 过程的稳定运行 ，对确保生产安全和工艺指标的 定期维护工作有 ： 控制有着重大意义。 ApplicationofReal-timeAnalyzerforPurityofHydrogenChlorideandTraceChlorine CAIYang (NanningChemicalCo．，Ltd．，Nanning530031，China) (上接第61页) (g)巡检完毕记录巡检人 、日期、发现的任何 4 结语 不一般的情况 ，并报告给调度和联系检修人员。 (h)在恶劣的天气条件下 ，比如低温、大风、大 通过对ACC春冬季节运行时管束受冻原因 雪、暴雨、霜冻 时，应格外的注意空冷 岛的运行 ，还 的科学分析及采取比较有效保护措施 。有力保证 了 有在负荷变化 比较大的情况下 ，比如开机、停机 ACC的无冰冻运行，以及所属透平机组的长期安 时也应格外的注意原始参数。 全、经济和高效运行，为北方富煤缺水地 区的企 (i)巡查时应注意安全，有足够的照明设施。 业和电力、煤化工设计院节能减排开辟新的成功 以上是一个总的巡检说明，具体到每一台设备， 经验和思路。 应详细按照说明书进行全方位检查。 Appliac tion ofAntifreezein ACC CHENYu~in，XUELing-feiI,NIXing-lm2,CHENGGuan—mi ，SHENQi， (1．ShaanxiYanchangPetroleumYulinCoalChemicalCo．，Ltd．，Yulin719000，China； 2．YanzhouCoalMiningYulinEnergy&NhemicalCo．，Ltd．，Yulin719000，China)

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