气体分析仪表在空分系统装置中的选型及应用

空分概述：

空分即空气分离，就是利用物理、化学等方法将空气混合物中的各个组份进行分离，分别获得空气组分中单一的高纯气体，如氧气、氮气，氩气等气体。

空分常用的分离方法是低温精馏法（又称低温分离法），低温分离方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，经过低温精馏根据不同沸点而从液态空气中逐步分离出氧气、氮气及氩气等气体，目前低温精馏法是重要的空分方法。

工业气体应用十分的广泛，冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、管道焊接、精密电子元器件焊接等行业均离不开各种各样的气体参与到生产过程中。

空分装置气体分析仪表的必要性：

空分装置能否安全稳定的运行，生产出的气体是否达到要求，以及准确、及时的了解生产过程中各工艺控制点的气体成分浓度含量是十分重要的。

要了解气体组份浓度含量就离不开各种的气体分析检测仪表。给空分系统加装气体分析仪表，不仅是提高产品产量和质量的重要手段，也是空分装置安全运行的重要保障（空分装置是在低温下工作，冻结的水分和干冰在低温换热器、膨胀机、精馏塔内会堵塞管路阀门，乙炔、碳氢在液氧中积聚过量会引起爆炸）。

因此气体分析检测仪表在整个空分装置中，地位不容小觑，需对空分流程中各个阶段的气体浓度进行准确检测，；同时气体分析仪器又是一种精密且昂贵仪表，因此空分装置气体分析仪表的选型就显得尤为重要了

气体分析仪表在空分系统装置中的选型应用及选型原则：

• 1、能准确检测各个工艺检测点气体产品的质量

• 2、能及时输出数据，以便及时反映和掌握各工序的工况变化状况，以指导工艺

• 3、能正确检测原料气的品质

• 4、能对纯化后的气体品质能达到国家标准要求

• 5、仪器的稳定性、精度等技术参数合格

• 6、在质优价廉的前提下，尽可能统一品牌而非多家采购，以便整套仪器有统一的技术规范，以利于长期的运行维护

• 7、仪器生产厂家有良好行业经验、熟悉行业工况，能够准确选型

• 8、有完善的服务体系，售后及技术服务响应及时；出现问题时能及时到达客户现场进行技术服务或进行技术指导

• 9、备品备件供应稳定、价格合适

• 10、有投产的项目应用业绩案例

• 11、仪器使用方便，售后维护量小

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出净化器空气中CO2分析

检测理由：由于H2O和CO2在低温下会凝结为固体，会导致管路、阀门堵塞，故必须在预处理工艺中将其去除，所以在空气净化器出口要设置CO2分析仪。

检测点位及检测组份：进冷箱空气中CO2或空气净化出口空气中的CO2

气体分析仪表选型要求：

• 原理：不分光红外线原理

• 量程：0-5ppm

• 精度：0.1ppm

进上塔增压膨胀空气中H2O分析

检测理由：经增压(膨胀机)后的空气会导致温度上升，但进入冷箱时需要进行冷却，如果气体中水分含量超标，泄露水分进入冷箱后冻结成冰会导致事故，故此处需要检测露点。

检测点位及检测组份：进冷箱的增压空气中的微量水

气体分析仪表选型要求：

• 原理：高分子薄膜电容

• 量程：低于—80℃

• 精度：2℃

液空中氧含量分析

检测理由：一般情况下下塔回流比越大，导入上塔液空量就越多，反之相反，但是下塔回流比大至设计指标（根据工艺指标定），就开始影响下塔液空纯度了，当这股纯度低且导入量过大的液空进入上塔后会增加上塔提留段的回流比，这样会导致塔板上汽、液比发生变化，使得每层塔板下流液体和上升蒸汽在传热传质时：冷凝充分，而蒸发不充分，结果就会导致氧纯度变差。

检测点位及检测组份： 下塔液空氧含量检测

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学/磁氧

• 量程：0%—5%/10%

• 精度：1.5FS

粗氮中氧含量分析

检测理由：污氮是空分装置排放量zui大的气体，污氮中氧含量高低是衡量该空分装置氧提取的重要指标，也是该空分装置操作好坏的重要指标。

检测点位及检测组份：上塔污氮、出冷箱污氮

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学/磁氧

• 量程：0%—5%/10%

• 精度：1.5S

污氮中微量水分析

检测理由：净化器中分子筛吸附水分和CO2达到一定程度后，必须用加温后的污氮进行再生。如采用蒸汽加温，在蒸汽加热器的污N2出口设置微量水分析器来监视蒸汽加热器是否泄漏。

检测点位及检测组份：上塔污氮纯度

气体分析仪表选型要求：

• 原理：高分子薄膜电容

• 量程：-80℃—20℃

• 精度：2℃

产品氮中微量氧分析

检测理由：检测成品氮气纯度是否达到产品标准

检测点位及检测组份：上塔产品氮纯度

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学

• 量程：0-10ppm

• 精度：1.5%FS

液氩中微量氧分析

检测理由：检测液氩纯度是否达到产品标准

检测点位及检测组份：液氩纯度检测

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学

• 量程：0-1000ppm

• 精度：1.5%FS

产品氧纯度分析

检测理由：检测氧纯度是否达到产品标准。

检测点位及检测组份：氧纯度检测

气体分析仪表选型要求：

• 原理：磁氧或离子流

• 量程：95%—99.999%

• 精度：0.05%

氩馏份中氩分析

检测理由：指导氩塔和主塔的工艺操作；氩馏份是制造粗氩的原料气，检测控制氩馏份中氩气含量即可达到指导目的。

检测点位及检测组份：氩馏分中粗氩检测

气体分析仪表选型要求：

• 原理：微流式热导原理

• 量程：0-15%

• 精度：1.5%FS

粗氩塔I出口粗氩中O2分析

检测理由：粗氩塔1需要将氩中氧降到2%以下，是下一步精馏的前提条件；此处检测是粗氩塔1精馏效果监控，指导工艺

检测点位及检测组份：检测粗氩塔1出口的粗氩纯度

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学/磁氧

• 量程：0%—5%/10%

• 精度：1.5%FS

粗氩塔Ⅱ顶部粗氩含量分析

检测理由：数据监测，指导工艺

检测点位及检测组份：检测粗氩塔Ⅱ出口的粗氩纯度

气体分析仪表选型要求：

• 原理：微流式热导原理

• 量程：80-99.999%

• 精度：1.5%FS

粗氩塔Ⅱ出口氩中微量O2分析

检测理由：产品氩含氧量是重要的工艺控制指标，是检测氩纯度的指标之一

检测点位及检测组份：检测粗氩塔2出口的粗氩

气体分析仪表选型要求：

• 原理：电化学

• 量程：0-10ppm

• 精度：1.5%FS

精氩中微量氧分析

检测理由：高纯氩(99.999%)纯度检测，工艺效果检测

检测点位及检测组份：产品氩

气体分析仪表选型要求：

原理：电化学

量程：0-10ppm

精度：1.5%FS

精氩中微量氮分析

检测理由：精馏塔越往上氮的浓度越高，所以氩浓度高的地方氮浓度也是zui高的所以，为避免氮塞所以也需要检测氩中微量氮。

检测点位及检测组份：精氩

气体分析仪表选型要求：

• 原理：CLD发射光谱

• 量程：0-5ppm

• 精度：1.5%FS

总碳氢分析

检测理由：烷类、烃类气体在主冷凝器液氧中积聚过量,容易引起爆炸事故而影响空分装置的安全运行,因此检测烷类、烃类气体就显得非常必要了

检测点位及检测组份：液氧中碳烃含量检测

气体分析仪表选型要求：

原理：色谱FID

量程：0-10ppm

精度：1.5%FS