三合一在線分析儀用于煤制乙二醇裝置分析

（新疆天智辰業(yè)化工有限公司，石河子市，832200） 宋 雷 任愛江

1 三合一在線分析儀功能實現(xiàn)原理

UV254紫外在線分析儀是當(dāng)前比較常用的模塊化分析儀器，應(yīng)用在裝置中可以實現(xiàn)對實驗過程檢測。通過紫外線折射原理來區(qū)分不同氣體濃度，從而判斷實驗反映的進(jìn)行程度，其功能實現(xiàn)原理可以理解為是光學(xué)原理，當(dāng)反應(yīng)氣體濃度增大，空氣中對紫外線的折射能力會有明顯變現(xiàn)，并且濃度改變這種變化程度也有很大區(qū)別，通過所得到的紫外線折射結(jié)果可以準(zhǔn)確判斷最終反映進(jìn)行情況。煤制乙二醇裝置中，所生成的氣體量直接關(guān)系到實驗反應(yīng)進(jìn)行是否成功，進(jìn)而對接下來的原料添加比例以及反應(yīng)時間進(jìn)行調(diào)整。儀器導(dǎo)通后借助發(fā)電導(dǎo)通頻率來實現(xiàn)對紫外線發(fā)出波形長短的調(diào)節(jié)，儀器中能夠?qū)崿F(xiàn)將多種功能合并，實現(xiàn)管理計劃之間的相互完善控制，確保實驗過程可以順利進(jìn)行。MEMS紫外脈沖光源發(fā)射特定頻率的輻射光，輻射光通過氣室被檢測器接收。紫外檢測器的兩個通道分別為分析檢測通道和參比檢測通道。紫外當(dāng)氣室通入紫外N2紫外時，紫外光在氣室內(nèi)不被吸收，分析檢測通道輸出信號最大。紫外當(dāng)氣室通以待測組份時，紫外光在氣室內(nèi)產(chǎn)生特征吸收，分析檢測通道輸出信號減小。紫外分析檢測通道輸出信號隨氣室中待測組份的吸收而發(fā)生變化，于是產(chǎn)生一個與待測組份濃度成比例的輸出信號。紫外參比檢測通道的輸出信號不受被測氣體及其濃度影響，用于反映和平衡光源光強的變化，以補償分析檢測通道輸出信號的變化，從而有效提高儀器的穩(wěn)定性。

2 儀器特點

三合一在線分析儀在使用中能夠同時應(yīng)對不同環(huán)境，將多種功能整合在一起。由于不同氣體在濃度上變現(xiàn)出差異性，儀器根據(jù)這一特征能夠完成不同氣體檢測任務(wù)。儀器內(nèi)部不存在電阻高溫器件，因此在實驗環(huán)節(jié)中不存在高溫所造成的影響，三合一在線分析與普通分析儀器相比較，對環(huán)境因素控制能力更強，根據(jù)實驗生成反應(yīng)過程需求，啟動適合的功能，實現(xiàn)儀器智能化使用，避免在使用中出現(xiàn)儀器浪費的現(xiàn)象，為煤制乙二醇裝置檢測創(chuàng)造有利的環(huán)境。儀器使用需要對其功能做出充分了解，雖然三合一在線分析儀使用功能豐富，但操作原理并不會因此而變得復(fù)雜，在推廣使用中逐漸取代了傳統(tǒng)技術(shù)方法，成為常用的分析儀器。在線分析也實現(xiàn)了時間上的控制減小，幫助最大程度縮小檢測時間，達(dá)到最佳檢測效果。還具有彩色液晶屏顯示，顯示信息清晰；觸摸屏或鼠標(biāo)操作，操作簡便；4～20mA紫外電流輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，易于連接到紫外DCS紫外或二次顯示儀表進(jìn)行顯示；內(nèi)設(shè)可燃有毒檢測器，實時監(jiān)測機柜內(nèi)可燃?xì)怏w和有毒氣體的濃度，紫外濃度超標(biāo)時通過繼電器輸出到機柜外聲光報警器上，給人們進(jìn)行安全提醒；儀器維護(hù)量小，零點和量程標(biāo)定簡捷。

3 煤制乙二醇裝置分析采樣組成

3.1 取樣探頭

在線分析需要獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)，分析其組成可以發(fā)現(xiàn)，取樣探頭是功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)部分，探頭部分會深入到實驗反應(yīng)后的其他聚集區(qū)域，從而得出準(zhǔn)確的反應(yīng)結(jié)果，并將探測結(jié)果通過數(shù)據(jù)的形式在線傳輸?shù)椒治鱿到y(tǒng)中。取樣位置選擇直接關(guān)系到對反應(yīng)情況的監(jiān)測能力，根據(jù)反應(yīng)發(fā)生后的需求，探頭會固定在一次酯化到碳化反應(yīng)器的合成氣管線上，方便對氣體進(jìn)行傳輸，并進(jìn)入到指定的位置區(qū)域內(nèi)。探頭部分使用不銹鋼材料制作而成，最大程度的降低反映對其帶來的腐蝕影響。探頭長度為40cm左右，根據(jù)不同原料反應(yīng)需求插入1/2或者1/3區(qū)域，以免在取樣過程中發(fā)生氣體泄漏問題。探頭取樣需要垂直插入，通過這種方法來避免水汽進(jìn)入到其中，影響取樣結(jié)果與實際情況的符合程度。

3.2 在線分析儀機柜

機柜內(nèi)部具有大量重要控制系統(tǒng)，在使用中要觀察其運行能力，內(nèi)部空間設(shè)計滿足控制模本的使用需求。機柜在防火能力上要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，外界環(huán)境中的熱量升高后，也能自動的阻隔，以免由于溫度升高影響到在線檢測儀器的運行使用能力。柜內(nèi)的電子元器件在安全等級上達(dá)到IICT4，這樣在運行過程中才能最大限度的確保結(jié)果與實際情況吻合，并對實驗反應(yīng)環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)節(jié)控制。

3.3 預(yù)處理系統(tǒng)

取樣分析后所得到的結(jié)果，需要結(jié)合實際情況來展開探討，進(jìn)入到預(yù)處理環(huán)節(jié)中。在預(yù)處理環(huán)節(jié)中，要能夠體現(xiàn)出參數(shù)宏觀調(diào)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所得到的結(jié)果與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之間存在差異時，采取自動化調(diào)節(jié)的方法，確保接下來的制取反映實驗可以順利進(jìn)行。預(yù)處理是將探頭部分取樣得來的氣體進(jìn)行處理，包括將其中的水汽祛除，將氣體溫度降低到適合檢測進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)，并凈化過濾其中所存在的雜質(zhì)，預(yù)處理后的氣體才能進(jìn)入正式分析環(huán)節(jié)，在三合一在線分析儀器作用下，取樣、處理、分析任務(wù)可以形成一個整體性，在儀器中連貫進(jìn)行，從而達(dá)到最佳的分析處理效果，并觀察是否存在需要完善的內(nèi)容，幫助將分析結(jié)果整理成為需要的形式，方便技術(shù)人員實時觀察實驗反應(yīng)進(jìn)行情況。

3.4 分析儀器

氣體進(jìn)入到分析儀器部分，首先會對其流量等基本信息進(jìn)行一個綜合評測，在根據(jù)所得到的結(jié)果來對氣體成分、復(fù)雜程度進(jìn)行分析，從而了解到準(zhǔn)確的氣體組成成分，幫助更高效完成分析任務(wù)。當(dāng)氣體進(jìn)入到這一環(huán)節(jié)中，需要體現(xiàn)出分析儀器的高效性，以及在線分析的便捷性，隨著氣體流通快速完成分析任務(wù)并通過數(shù)據(jù)信息傳輸來將結(jié)果顯示出來，從而達(dá)到對煤制乙二醇裝置的分析，反應(yīng)過程中各項氣體的生成情況也會有一個基本了解。在分析儀器旁邊通常會安裝一個流量計量裝置，對氣體的流通量、流通速度有一個綜合控制結(jié)果。計量裝置檢測到氣體進(jìn)入流量存在異常時，也能快速的通過在線技術(shù)來對其作出調(diào)節(jié)，將其控制在合理范圍內(nèi)，為在線分析計劃進(jìn)行提供有利的基礎(chǔ)。

3.5 采樣分析過程

通過對氣體濃度以及不同種元素顆粒大小進(jìn)行分析檢測，可以發(fā)現(xiàn)其中所包含的具體成分，從而達(dá)到最佳的分析效果，并觀察是否在分析過程中存在需要強化的實驗反應(yīng)環(huán)節(jié)。保障分析結(jié)果準(zhǔn)確程度，提升儀器之間連接緊密程度是十分必要的，如果不能達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，所得到的分析結(jié)果中則會因為其他氣體摻雜其中，而造成不良影響，結(jié)果準(zhǔn)確程度也不能滿足使用需求。在線分析會強化預(yù)處理階段，當(dāng)取樣環(huán)節(jié)中出現(xiàn)小問題或者造成了誤差現(xiàn)象，在預(yù)處理階段強度均能夠得到合理解決，處理后的氣體在純凈程度上可以達(dá)到分析標(biāo)準(zhǔn)，這樣所開展的在線分析才更加的真實有意義。分析不僅僅能夠判斷氣體組成成分，更能通過微觀的分子顯示來幫助技術(shù)人員了解到不同氣體組成成分在其中的含量比例，并判斷在生成制取實驗反應(yīng)過程中，是否由于操作問題造成其他雜質(zhì)摻雜在其中，達(dá)到對結(jié)果以及反應(yīng)過程的綜合控制效果。

4 結(jié)語

三合一在線紫外線氣體分析儀功能完備、性能指標(biāo)優(yōu)越，尤其是穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、受環(huán)境溫度影響小且可靠性高，在我裝置區(qū)已連續(xù)運行數(shù)月，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，標(biāo)定方便，基本上處于“免維修”狀態(tài)，運行狀況十分良好。紫外與以往的手動分析和單組份分析儀相比，具有更高的溫定性和測量的高精度性，克服了手動分析的滯后性，消除了單組份分析儀的單一性，為煤制乙二醇裝置的可靠運行提供了不可磨滅的貢獻(xiàn)，為企業(yè)創(chuàng)造了價值，值得推廣。

[1]朱衛(wèi)東,顧潮春,劉昭陽,等.傅里葉變換紅外光譜分析在煤制乙二醇過程氣體監(jiān)測的應(yīng)用[C]//中國在線分析儀器應(yīng)用及發(fā)展國際論壇.2015.

[2]李樹杰,劉軍.煤質(zhì)在線分析儀在Shell煤氣化裝置中的應(yīng)用研究[J].中氮肥,2017(2):73-76.

[3]劉華偉,王先厚,孔渝華.深州化工20萬t/a煤制乙二醇工業(yè)裝置開車成功——具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的WHB新技術(shù)成功邁向產(chǎn)業(yè)化[J].能源化工,2016(4):53-53.

[4]谷紅敏.大型工業(yè)化煤制乙二醇裝置合成催化劑的升溫還原要領(lǐng)[J].工業(yè),2016(1):00075-00076.