4 样气处理系统的体系性特征
过程分析系统如果去掉过程分析仪和某些应用保障条件部分,就是样气处理系统,体系性地简述样气处理系统如下:
4.1 采样探头 通常称为取样探头,是样气处理系统最重要的样气处理部件,根据不同的取样条件,就一定有不同的针对性极强的探头,最常用的是低于650℃的中温探头。取样探头还应包括压缩空气加热(180℃)反吹单元及其程控反吹技术。
4.2 样气输送管线 通常多采用Φ6×1不锈钢管,为避免发生冷凝,常采用拌热保温技术(120℃),拌热方式以自控温电拌热带较为经济实用。
4.3 过滤器 过滤器就其用途来说,以下三类较有代表性:一是探头过滤器,在取样点就地过滤粉尘,避免在其后产生粉尘沉淀和堵塞的危险,目前的先进水平是0.3μm,已达到“微滤”的标准。二是后级高精度膜式过滤器,以保护分析器为主要目的,目前的先进水平是0.1μm。三是分析器内部的微型过滤器,以过程分析器的自保护为目的,并不属于样气处理系统。
4.4 样气冷凝器 使样气冷凝至低露点、以干燥样气为目的。
压缩机式样气冷凝器能使样气由140℃冷至2℃露点,效果最好,成本最高;
半导体制冷样气冷凝器,入口样气温度一般只能是40℃;
涡流致冷样气冷凝器,能使样气温度降低30℃以上,最大的优势是使用压缩空气,本安防爆;
使用水源的样气冷却器也有很多应用。
4.5 采样泵 通常称为抽气泵,样气压力为负压或微正压时,也能为分析器提供规定的样气流量,隔膜式抽气泵用得较多。另外,常用蠕动泵来排放冷凝液。
4.6 气液分离器 气液分离常是十分棘手的技术难题
旋风自洁式分离器 对分离>5μm粉尘和液雾较为有效,相当于70μm粒度的重力分离;
凝结式分离器能对付更小粒度的微小液雾;
特定项目专用型(如乙烯裂解)的气液分离是技术含量很高的综合技术;
最简单的气液分离器仅是圆筒中加上一根管子;
现在已有采用聚合膜方式过滤液雾的研究。
4.7 样气流量测量及控制
样气流量一般用球形转子流量计,流量控制用针形阀调节。切换和关断气路要采用各种阀件,以“五通切换阀”最被看重。
4.8 样气压力测量与调节
高压的减压、稳压与调节是项困难任务,各种阀的原理及规格的选择也很有专业性。
高压力样气在取样点根部阀处就地减压很有必要,以避免降低反应速度。
4.9 部件材料的正确选用
以O型密封圈选材为例:连续使用温度的高低依次为,氟橡胶包覆聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丁晴橡胶。
4.10 设备外壳及防护
一般采用的机柜称为仪表盘,组装后称为分析(仪器)柜;
人可以进入的机柜称为分析小屋;
机柜对粉尘、水的防护等级以IPXX表示;