根據不同的工況工藝,有不同原理的氧分析儀,具體分為電化學式氧分析儀(又名燃料電池法氧分析儀)、氧化鋯氧分析儀、磁氧分析儀(又名順磁氧分析儀)、激光式氧分析儀,不同原理的氧分析儀,各自有著不同的優缺點。

1、標準規范
①SH/T3005-2016《石油化工自動化儀表選型設計規范》
9.2.4 氧分析儀的選型應符合下列規定:
a)常用的氧分析儀有電化學式氧分析儀、順磁式氧分析儀和氧化鋯式氧分析儀;
b)順磁式氧分析儀宜用于測量百分數級氧含量;
c)電化學式氧分析儀宜用于測量高純度氣體(如氫氣、氮氣、氧氣等)中10-6級的氧含量,不宜用于酸性氣體工況;
d)氧化鋯式氧分析儀宜用于測量工業爐煙道氣或爐膛氣0%~25%的氧含量。當背景氣中含烴類、CO、H2等可燃性氣體(或還原氣體)和硫及其他酸霧、且伴有火苗及強氣流沖擊時,不宜選用氧化鋯式氧分析儀。
②SH/T3174-2017《石油化工在線分析儀系統設計規范》
6.1.3 氧分析儀
a)常用的氧分析儀有電化學式氧分析儀、順磁式氧分析儀和氧化鋯式氧分析儀:
b)氧化鋯式氧分析儀宜用于測量工業爐煙道氣或爐膛氣0-25%的氧含量,不宜用于測量背景氣中含烴類的樣品:
c)電化學式氧分析儀宜用于測量高純度氣體(如氫氣、氯氣、氧氣等)10-6 、10-9級的氧含量:
d)順磁式氧分析儀宜用于測量百分數級氧含量。
2、氧分析儀工作原理及特定應用場景
①氧化鋯
氧化鋯應用在焚燒爐(TO,RTO,TO&RTO),加熱爐,特殊再生器等。
氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷,一種具有離子導電性質的固體。在常溫下為單斜晶體,當溫度升高到一定溫度時,晶型轉變為立方晶體,同時約有 7%的體積收縮;當溫度降低時,又變為單斜晶體。若反復加熱與冷卻,ZrO2就會破裂。
因此,純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO) 或氧化釔(Y2O3)作穩定劑,再經過高溫焙燒,則變為穩定的氧化鋯材料,這 時,四價的鋯被二價的鈣或三價的釔置換,同時產生氧離子空穴,所以ZrO2屬于陰離子固體電解質。ZrO2主要通過空穴的運動而導電,當溫度達到600℃以上時,ZrO2就變為良好的氧離子導體。
②順磁氧分析儀
順磁氧分析儀常量氧分析儀應用于大部分場景。
順磁式氧分析儀,是根據氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多,在磁場中具有極高的順磁特性的原理制成的一種測量氣體中氧含量的分析儀器。它一般分為熱磁對流式、磁力機械式和磁壓力式氧分析儀三種。
③電化學氧分析儀
電化學氧分析儀應用在脫氫反應工序及其它場景。
電化學氧氣分析儀的的核心元件是一個電化學氧氣傳感器。常見的電化學氧氣傳感器由一個傳感電極(或工作電極)和一個對電極組成,兩個電極間有一層薄薄的電解液。要檢測的氣體先通過一個小的毛細口傳感器,然后通過一個疏水膜擴散進入,最終到達電極表面。傳感器的結構設計保證會有適量的氣體進入與感應電極反應產生足夠的電信號,并同時防止電解液泄漏出傳感器。通過疏水膜擴散進入傳感器里的氣體在感應電極發生氧化/還原反應,電極間連接一個電阻,這樣,陰極和陽極間會產生一個與氧濃度成正比的電流。通過檢測這個電流,就反應出氣體中的氧濃度。
④激光氧分析儀
激光氧分析儀主要在環保領域廢液焚燒技術的氧含量檢測。
激光氣體分析儀采用的是TDLAS光譜吸收技術,通過分析激光被氣體的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。TDLA技術是一種高分辨率的光譜吸收技術。相對于紅外的氣體分析儀,激光抗干擾性強很多,不受H2O和CO2含量的影響,測量更準確。
在典型工藝丙烷脫氫(PDH),異丁烷脫氫(BDH),混合烷烴(PDH&BDH)脫氫項目中(UOP工藝包),第1,3種在線氧分析儀都有實際的應用。

3、氧分析儀主要品牌
①美國Ametek(阿美特克)
②美國Teledyne(特利丹)
③英國Servomex(仕富每)
④蘭煉富士(氧化鋯)
⑤挪威NEO(激光氧分析儀)
依據不同的工藝裝置流程,結合現場的實際應用場景,合理選擇合適的氧分析儀,保證生產能夠平穩,高效運行。
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