Система предварительной обработки проб газа

I. ОБЗОР СИСТЕМЫ

Система предварительной обработки проб газаЯвляется ключевым звеном между точкой отбора проб газа и аналитическим прибором, предназначенным для удаления примесей из исходного образца газа, которые мешают или повреждают результаты анализа прибора (например, частицы, влага, коррозионный газ, конденсат и т. Д.), обеспечивая при этом репрезентативность, стабильность и целостность образца в процессе передачи, гарантируя, что аналитический прибор может работать точно, надежно и долго и предоставлять реальные и эффективные данные. Система широко используется в таких областях, как мониторинг окружающей среды, управление промышленными процессами, обнаружение безопасности, научные эксперименты и т. Д., Является необходимой и важной частью процесса анализа газа.

II. Основные функции и цели

1. Сбор и передача образцов:: Отбор репрезентативных проб газа из целевой среды или технологического трубопровода с помощью пробоотборного зонда или пробоотборного насоса и доставка проб в блок предварительной обработки и последующий аналитический прибор по специальному каналу передачи. Процесс передачи должен свести к минимуму потерю образца, адсорбцию, диффузию и изменение температуры, чтобы сохранить первоначальные характеристики образца.

2. Удаление частиц:: Эффективное удаление твердых частиц, таких как пыль, сажа, аэрозоли и другие твердые частицы в газе с использованием фильтров (например, спеченных металлических фильтров, фильтров фильтров фильтров фильтров и т. Д.), чтобы предотвратить их блокировку потока прибора, изношенных частей или датчиков загрязнения, чтобы обеспечить плавный канал анализа.

3. Удаление влаги:: Использовать охлаждающее осушение (например, полупроводниковое охлаждение, охлаждение компрессора), адсорбционную сушку (например, силикон, молекулярное сито,НафионТрубка) и другие методы снижения влажности пробного газа, чтобы избежать влияния влаги на точность обнаружения аналитических инструментов (например, инфракрасных анализаторов, электрохимических датчиков), чтобы предотвратить засорение конденсатом трубопровода или повреждение прибора.

4. Устранение компонентов помех:: В отношении конкретных компонентов газов, вызывающих помехи, которые могут присутствовать в образце, путем химического поглощения (например, селективного поглотителя), каталитического преобразования (например, конверсионной печи)NOxПреобразовать вНетТехнические средства, такие как разделение проницаемых мембран, избирательно удаляются или преобразуются для устранения их помех измерению целевых аналитических веществ.

5. Регулирование температуры и давления:: В соответствии с требованиями аналитического прибора и характеристиками образца, предварительно обработанный пробный газ регулируется температурой (например, нагрев и изоляция для предотвращения конденсации, охлаждения) и стабилизируется давлением (например, стабилизатор давления, ограничительная диафрагма) для обеспечения того, чтобы образец вошел в аналитический прибор в подходящем состоянии.

6. Регулирование и регулирование потока:: Точное управление расходом газа образца, входящего в аналитический прибор, с помощью расходомера, контроллера расхода и других компонентов для удовлетворения требований прибора к расходу, обеспечения точности и повторяемости результатов анализа.

7. Защита системы и контроль состояния:: Некоторые продвинутые системы также имеют функции самозащиты (например, защита от перенапряжения, защита от перегрева) и функции мониторинга рабочего состояния (например, сигнализация о блокировке фильтра, сигнализация об аномальном потоке, сигнализация об аномальном температурном давлении), чтобы оператор мог своевременно обнаруживать и обрабатывать проблемы, чтобы обеспечить непрерывную и стабильную работу системы.

III. Основные составные модули

1. пробоотборный зонд/Пистолет для отбора проб:: Прямая вставка точки отбора проб для сбора образцов газа, как правило, с первичным фильтром (например, керамический фильтр, металлический фильтр) для удаления крупных частиц пыли, часть высокотемпературной среды с пробоотборным зондом также имеет функцию нагрева для предотвращения конденсации проб.

2. насос отбора проб:: Энергетизация потока пробного газа, особенно при низком давлении в точке отбора проб или при необходимости передачи на большие расстояния. В соответствии с требованиями отбора проб могут использоваться диафрагменные насосы, ползучие насосы, вихревые насосы и другие различные типы.

3. Транспортная линия:: Трубопроводы, соединяющие пробоотборный зонд с блоком предварительной обработки, материал обычно выбирается из инертного материала (например, тетрафторэтилена, нержавеющей стали) для уменьшения адсорбции образца. Для легко конденсируемых или реагирующих образцов трубопроводы передачи часто должны сопровождаться теплоизоляцией.

4. Первичный фильтр/Тщательный фильтр:: Дальнейшее удаление мелких частиц из газа и защита последующих прецизионных компонентов. Материал и точность фильтра выбираются в соответствии с характеристиками частиц.

5. осушительный блокА.

оХолодильник/Конденсатор:: Выделение водяной конденсации в газе путем охлаждения, например, охлаждающий осушитель с механизмом сжатия, полупроводниковый охлаждающий осушитель.

оСушилка:: Использование осушителей (например, обесцвечивающих силиконов, молекулярных сит) для адсорбции влаги, с двухбашенными чередующимися онлайн - сушилками и одноразовыми сухими трубами и другими формами.

оНафионСухая труба:: Использование принципа селективной проницаемости для удаления влаги без потери компонентов целевого газа, особенно для микроанализа.

6. Модуль предварительной обработки газов:: Специальные модули обработки для конкретных отраслей или конкретных загрязнителей, такие как установки для удаления углеводородов, устройства для поглощения оксидов серы, генераторы озона (для некоторых восстановительных газов) и т.д.

7. терморегулятор:: Включая нагревательные полосы, изоляционные слои, термостаты и т. Д. Для нагрева и изоляции трубопроводов отбора проб, зондов, некоторых предварительно обработанных компонентов.

8. блок управления расходом и давлением:: Из редукционного клапана, стабилизатора давления, игольчатого клапана, расходомера массы (МФКРоторный расходомер, ограничительная диафрагма и другие компоненты, используемые для регулирования и стабилизации давления и расхода пробного газа.

9. Клапаны и переключатели:: Например, электромагнитные клапаны, пневматические клапаны и т. Д. Для реализации переключения потока (например, автоматическая калибровка, обратный продувка, шунт).

10. Элемент управления и отображенияА.ПЛККонтроллеры, сенсорные экраны, цифровые приборы и т. Д. Для настройки параметров, мониторинга состояния работы системы, сигнализации и т. Д.

IV. Принципы проектирования и отбора

1. Репрезентативность выборки:: Система предварительной обработки должна быть сконструирована таким образом, чтобы в первую очередь обеспечить возможность сбора репрезентативных исходных образцов, и выбор точки отбора проб и конструкция способа отбора проб имеют решающее значение.

2. Целесообразность и применимость:: Целенаправленная конструкция системы предварительной обработки и выбор компонентов в соответствии с характером газа образца (состав, концентрация, влажность, температура, давление, коррозионная способность, содержание пыли и т. Д.), анализом целевого объекта и характеристиками выбранного аналитического инструмента.

3. Эффективность и надежностьПредпроцессорный блок должен быть способен эффективно удалять помехи, избегая при этом потери целевого анализатора. Системные компоненты должны выбирать продукты с надежным качеством и стабильной производительностью для обеспечения надежности долгосрочной работы.

4. Низкий уровень обслуживания и простота эксплуатации:: В соответствии с предпосылкой удовлетворения требований к производительности, структура системы должна быть максимально упрощена, рабочая нагрузка по обслуживанию должна быть уменьшена, интерфейс работы должен быть кратким и интуитивным, чтобы облегчить повседневную работу и обслуживание.

5. Безопасность:: Для случаев отбора проб, содержащих токсичные вредные, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы, конструкция системы должна в полной мере учитывать факторы безопасности, такие как взрывозащищенная конструкция, обнаружение утечки, обработка выхлопных газов и т. Д.

6. Экономичность:: На основе удовлетворения технических требований, комплексно учитывать затраты на приобретение оборудования, эксплуатационные расходы (например, замену расходных материалов, потребление энергии) и затраты на техническое обслуживание, выбрать экономически эффективный вариант.

7. Совместимость и масштабируемостьСистемы предварительной обработки должны быть хорошо совместимы с последующими аналитическими приборами и учитывать возможные будущие потребности в расширении функций.

V. Сценарии применения

1. Автоматизированный мониторинг атмосферного воздуха: Для атмосферыSO₂АNO₂АКОАO₃АPM₂.₅АЛОСОтбор проб и предварительная обработка загрязняющих веществ.

2. Мониторинг выхлопных газов из стационарных источников:: загрязняющие вещества в дымовых газах, выбрасываемых, например, электростанциями, цементными заводами, химическими заводами, сталелитейными заводами и т.п.SO₂АNOxАКОАГХлАHFАЛОСи т.д.) Обработка проб перед анализом.

3. Газовый анализ промышленных процессов:: В химическом, нефтяном, металлургическом, электронном и других промышленных процессах осуществляется онлайн - мониторинг состава технологического газа для оптимизации технологических параметров, обеспечения качества продукции и безопасного производства.

4. Контроль качества воздуха в помещенияхФормальдегид в воздухе внутри помещений,ТВОКБензол и т. Д. Предварительная обработка проб.

5. Проверка выхлопных газов автомобиля:: Отбор проб и предварительная обработка загрязняющих веществ в выхлопных газах автомобилей.

6. Научные эксперименты:: Предварительная обработка проб в различных лабораторных газовых аналитических исследованиях.

7. Аварийный мониторинг и обнаружение утечки:: Быстрый отбор проб и предварительная обработка газов на месте чрезвычайной экологической ситуации или промышленной утечки для поддержки данных при принятии решений в чрезвычайных ситуациях.

Система предварительной обработки проб газаПроизводительность напрямую связана с качеством данных анализа газа, хорошо спроектированная и хорошо функционирующая система предварительной обработки является предпосылкой и гарантией получения точных и надежных результатов анализа. В практическом применении требуется тщательная разработка программ и строгая системная интеграция в зависимости от обстоятельств.