صناعة الكلور القلوي

في إنتاج الكلور القلوي ، السيطرة على محتوى الأكسجين من الكلور ضاغط الغاز الختم مهم جدا . الاتصال الأكسجين مع الكلور أو الهيدروجين يمكن أن يؤدي إلى انفجار ، لذلك يجب أن يكون هناك رقابة صارمة على محتوى الأكسجين في ختم الغاز ( عادة النيتروجين ) . الأساليب التقليدية لتحديد محتوى الأكسجين ، بما في ذلك امتصاص الغاز اللوني ، لديها بعض العيوب ، مثل عملية معقدة ، وارتفاع تكلفة أو بطء الاستجابة .إدراج محللمع خصائص عالية الدقة ، منخفضة التكلفة ، عملية بسيطة ، فإنه يصبح أداة مثالية لتحديد محتوى الأكسجين في الصناعة .

　　1إدراج محللمبدأ العمل وهيكل

　　1-1 مبدأ العمل

أجهزة الاستشعار المستخدمة في طريقة خلية الوقود هي خلية كيميائية مغلقة تتكون من معدن خامل الكهربائي ( الكاثود ) ، يؤدي الكهربائي ( الأنود ) ، المنحل بالكهرباء . الأكسجين في الغاز ينتشر من خلال فيلم البوليمر في البطارية ، حيث يتم تخفيض الأكسجين في الكاثود و الرصاص المؤكسدة في الأنود . رد فعل البطارية الحالية ، وهذا هو ، وأجهزة الاستشعار الناتج إشارة تتناسب طرديا مع محتوى الأكسجين في الغاز . الإلكترون المتولد من البطارية أدى بها الدائرة ، ثم تصحيح و تضخيم تتم لتعويض محتوى الأكسجين في قياس الغاز يمكن قياسها . صيغة الرد هي كما يلي :

الكاثود س₂+ 2 ساعة₂O+4e→4OH^-ن

الأنود 2pb + 4oh^-→2 PbO + 2H₂O+4e؛

تفاعل كيميائي كامل يا₂+2Pb→2 PbO.

　　1.2إدراج محللهيكل

أجهزة الاستشعار : المكونات الأساسية ، وعادة ما تستخدم أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية أو أجهزة الاستشعار البصرية ، يمكن أن تستجيب بسرعة للتغيرات في تتبع الأوكسجين .

وحدة معالجة الإشارات : تحويل إشارة الاستشعار إلى قراءة البيانات .

عرض : في الوقت الحقيقي عرض كتلة الأوكسجين أو حجم جزء .

وحدة الطاقة : دعم بطارية تعمل بالطاقة ، ومناسبة للاستخدام الميداني .

نظام أخذ العينات : بما في ذلك أخذ العينات التحقيق وتصفية لضمان تنقية الغاز .

مسار الغاز تتبع محلل الأوكسجين هو مبين في الشكل 1 .

　　الشكل 1 مسار الغاز

　　طرق تحديد محتوى الأكسجين التقليدية

　　2-1 طريقة الامتصاص

طريقة الامتصاص هو مناسبة لفصل غاز النيتروجين أو النيتروجين السائل من الهواء ، وتستخدم أساسا في حماية الغاز ، واستبدال الغاز ، وانخفاض درجة حرارة التخزين . محتوى الأكسجين يحدده محلل الغاز الأوستنيتي ( انظر الشكل 2 ) باستخدام طريقة امتصاص حمض قاعدة فحم الكوك غير صالح للأكل الحل . الأسلوب له مزايا التكلفة المنخفضة ، عملية معقدة ، تستغرق وقتا طويلا ، ودقة محدودة .

　　الشكل 2 المنطق من الجيل الأول من التفريغ التلقائي محلل الغاز

　　كروماتوغرافيا الغاز

كروماتوجرافيا الغاز هو مناسبة لفصل الهواء أو تنقيته للحصول على غاز أو سائل النيتروجين النقي ، عالية النقاء النيتروجين ، النيتروجين النقي جدا ، والتي تستخدم أساسا في حماية الغاز ، واستبدال الغاز ، غاز رد الفعل ، وما إلى ذلك الهيدروجين والأكسجين وأول أكسيد الكربون والميثان وثاني أكسيد الكربون في النيتروجين يتحدد كروماتوجرافيا الغاز ( الشكل 3 ) مع زركونيا كاشف كاشف التأين اللهب الهيدروجين . كروماتوغرافيا الغاز لديها مزايا عالية الدقة والحساسية في تحديد أثر الأوكسجين ، ولكن تكلفة المعدات ، عملية معقدة ، تحتاج إلى تشغيل من قبل الموظفين الفنيين ، والتي هي مناسبة في بيئة المختبر .

　　الشكل 3 مبدأ عمل كروماتوجرافيا الغاز

　　3إدراج محللميزة

　　استشعار الأوكسجين عالية الدقة وسرعة الاستجابة

المحمولة محلل الأوكسجين يمكن بسرعة وبدقة تحديد أثر محتوى الأكسجين ، قصيرة وقت الاستجابة ، ومناسبة في الوقت الحقيقي رصد . لأن معدل انتشار جزيئات الأكسجين في أجهزة الاستشعار التي تسيطر عليها غشاء بولي تترافلوروإيثيلين ، جميع عمليات الانتشار حساسة إلى درجة الحرارة ، الضغط ، الرطوبة النسبية . خصائص درجة الحرارة : الناتج إشارة من أجهزة الاستشعار سوف تتغير مع تغير درجة الحرارة . هذا التغيير ( 2.5 في المائة / ج ) مستقرة نسبيا . تعويض درجة الحرارة الدائرة باستخدام الثرمستور يلغي هذا التأثير مع دقة + 5 ٪ / ℃ أو أعلى ، وتنتج درجة الحرارة مستقلة وظيفة الانتاج . لا يوجد خطأ إذا كان يتم معايرة وأخذ العينات في نفس درجة الحرارة ، أو إذا كان يتم قياس مباشرة بعد المعايرة . صغيرة جدا من التغيرات في درجة الحرارة ( 10-15 ℃ ) تنتج أقل من 1 ٪ خطأ .

　　الشكل 4 درجة الحرارة الاستشعار منحنى المميزة

الضغط وتدفق الخصائص : استشعار الأوكسجين من المكونات في محلل يقيس الضغط الجزئي للأوكسجين ، والناتج هو تأثر ضغط الهواء عينة الضغط الجوي . إشارة الخرج يتناسب مع الضغط الجزئي للأوكسجين في خليط الغاز ، أي تغيير في الضغط الجوي سوف يؤدي إلى أي تغيير في الانتاج الحالي من أجهزة الاستشعار . ولذلك ، فإن قراءة محلل هو الصحيح فقط إذا كان مجموع الضغط من تحليل الغاز لا يتغير أو يعوض عن طريق الضغط الجوي إشارة . إذا كان ضغط العينة هو ثابت ، محلل معايرة عينة الغاز في ظروف مماثلة إلى قياس الضغط ومعدل التدفق . إذا كان الضغط يقاس باستخدام أجهزة استشعار منفصلة ، ثم تركيز الأوكسجين يمكن حسابها على أساس الضغط المطلق من عينة الغاز . الناتج من أجهزة الاستشعار لا تتأثر مباشرة عينة تدفق الغاز . 0.0283~0.1415m³تدفق / ح لا يسبب تغييرات كبيرة في قراءات الأكسجين . ومع ذلك ، تدفق أكثر من 0.1415m³الضغط مرة أخرى و قراءات خاطئة من الأكسجين يمكن أن تنتج في / ح من أجل تحقيق الأداء الأمثل ، فمن المستحسن أن تدفق الغاز هو 0.0566m³ساعة أو 1 لتر / دقيقة .

زمن الاستجابة : زمن الاستجابة من أجهزة الاستشعار يعتمد على قياس تركيز الغاز من العينة ، وغيرها من العوامل ، عندما أجهزة الاستشعار الأوكسجين في مجموعة صغيرة من التوازن ، ثم تركيز الأوكسجين في تغيير وقت الاستجابة بسرعة . التعرض إلى الأكسجين مع حجم جزء من أكثر من 1 ٪ يمكن أن يؤدي إلى تشبع مؤقت من السائل المنحل بالكهرباء من أجهزة الاستشعار ، مما يتطلب وقتا إضافيا لتحقيق التوازن ، والحصول على استجابة سريعة مرة أخرى .

أوقات الاستجابة المتاحة للرجوع إليها هي كما يلي :

انخفض من 1% إلى 0.1% عندما كان أقل من 180s ;

انخفض من 0.1 ٪ إلى 0.001 ٪ عندما كان أقل من 10 دقائق ؛

من^-6انخفض إلى أقل من 10^-6أقل من 10 ساعات .

تأثير الرطوبة : الناتج من أجهزة الاستشعار تتناسب مع الرطوبة النسبية للأكسجين . استشعار الأوكسجين هو مناسبة لأنّ noncondensation من الرطوبة النسبية من عينة الغاز بين 0 ~ 99 ٪ . غير مكثف الرطوبة لا يؤثر على أداء أجهزة الاستشعار إلا تمييع الغاز . ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن بخار الماء يولد الضغط بنفس الطريقة كما الأوكسجين في عينة تدفق الهواء . في عينة الغاز مع الضغط المطلق المستمر ، وارتفاع الرطوبة ، وانخفاض الضغط الجزئي للأكسجين . تأثير الرطوبة النسبية يجب أن تؤخذ أيضا في الاعتبار عند قياس الأوكسجين في عينة الغاز ، إذا حسبت في حجم أو كتلة جزء . إذا كانت الرطوبة النسبية لا تزال ثابتة عموما من تاريخ المعايرة ، ويقابل بسبب الرطوبة النسبية سوف يكون الحد الأدنى . إذا كان المستخدم معايرة أجهزة الاستشعار في الغاز الجاف ثم يرطب عينة الغاز ، وأجهزة الاستشعار الناتج إشارة أقل قليلا من السابق إشارة الخرج . هذا هو بسبب الأكسجين في عينة الغاز المخفف بواسطة بخار الماء . هذه الخاصية هي مهمة جدا في نظم تدفق الهواء الرطب والجاف في نفس الوقت . وبالإضافة إلى ذلك ، وارتفاع الرطوبة تدفق الهواء قد تتكثف على أجهزة الاستشعار ، مما يؤثر في نهاية المطاف على الأداء .

العوامل المؤثرة في أجهزة الاستشعار : التركيب الكيميائي أجهزة الاستشعار نادرا ما تتأثر الغازات الأخرى ، بما في ذلك المبردات والمواد الهيدروكربونية . ومع ذلك ، على أساس الخصائص الكيميائية المنحل بالكهرباء ، وأجهزة الاستشعار لا تزال حساسة للغاية بعض تركيزات عالية من الغازات المسببة للتآكل . ويبين الجدول 1 تأثير الغازات المختلفة على أجهزة الاستشعار .

　　الجدول 1 - تأثير الغازات المختلفة على أجهزة الاستشعار

تدخل الصف هو 0 ~ 2000 * 10 مقارنة مع خليط الغاز غير الملوثة .^-6معدل التغير في الناتج من أجهزة الاستشعار في خليط الغاز من الأكسجين .

إذا CL₂تدخل الصف يعتبر نسبة 1 : 2 ، ثم تحتوي على الكلور₂بلس^-6إشارة خرج من أجهزة الاستشعار في عينة غاز الأكسجين يساوي 300 * 10 .^-6إشارة الأوكسجين الطبيعي هو 100 × 10^-6، بالإضافة إلى 200 × 10^-6الكلور₂تدخل بسبب

　　3-2 انخفاض التكلفة

بالمقارنة مع طريقة كروماتوغرافيا الغاز المحمولة تتبع محلل الأوكسجين لديها مزايا انخفاض تكلفة الشراء ، وانخفاض تكلفة الصيانة ، لا بنية ميكانيكية معقدة ، والخدمة الطويلة في الحياة من أجهزة الاستشعار ، لا تحتاج إلى استبدال المواد الاستهلاكية في كثير من الأحيان ( مثل المجففة ، المنحل بالكهرباء ، وما إلى ذلك ) . أجهزة استشعار الأوكسجين عادة ما توفر أداء جيد على مدى سنتين من العمر عندما تتعرض إلى كميات ضئيلة من الأوكسجين . التعرض المنتظم إلى عينة من الغاز تحتوي على بعض الرطوبة يمكن أن تساعد على تركيز الماء في المنحل بالكهرباء إلى العودة إلى وضعها الطبيعي ، وبالتالي إطالة عمر خدمة من أجهزة الاستشعار . المحمولة محلل الاوكسجين الجزئي يعتمد تصميم انخفاض استهلاك الطاقة ، ودعم إمدادات الطاقة من البطاريات ، ومناسبة في الميدان أو في موقع صناعي دون استقرار إمدادات الطاقة . فائدة نموذج يحتوي على مزايا توفير القوى العاملة والتكلفة ، الكشف السريع ، والحد من عملية أخذ العينات في المختبر ، وتجنب الموظفين بدوام كامل في العمل ، هو مناسبة خاصة بالنسبة متعددة موقف التفتيش ( مثل التحليل الكهربائي خزان الهواء محطة الضغط ، الخ ) .

　　3-3 عملية بسيطة

المكونات في محلل يمكن استخدامها على الفور دون التسخين أو التهيئة المعقدة ، ويمكن أن تدخل في وضع القياس مباشرة بعد بدء التشغيل ، وبالتالي تحسين كفاءة الكشف في حالات الطوارئ ( على سبيل المثال ، في حالات الطوارئ في إنتاج المواد الكيميائية ) . مع شاشة تعمل باللمس أو زر واحد ، منطق القائمة واضحة ، ودعم واجهة متعددة اللغات ، والحد من عتبة التشغيل غير فني . المدمج في الفحص الذاتي ومعايرة الإجراءات ، والحد من التدخل اليدوي ، وتجنب دليل معايرة الخطوات المعقدة . معظم العلامات التجارية والنماذج المحمولة محلل الاوكسجين الجزئي يمكن أن تنتج النتائج في 1 ~ 3 دقائق ، ولا سيما في الوقت الحقيقي رصد خط الانتاج ، وتجنب التوقف والانتظار .

　　3-4 تعدد الوظائف

بالإضافة إلى تحديد محتوى الأكسجين ، بعض المكونات في محلل يمكن أيضا قياس الغاز الأخرى المعلمات لتلبية مجموعة متنوعة من الاحتياجات الصناعية ، مجموعة واسعة من التغطية ، والكشف عن مجموعة من 10^-6ارتفاع تركيز الأوكسجين في المائة إلى نسبة مئوية من الصف ، والتي تلبي مجموعة متنوعة من سيناريوهات الاستخدام ، وفي الوقت نفسه لديها بيانات جيدة تمدد ، المدمج في تخزين ونقل وظيفة بلوتوث / واي فاي ، ودعم توليد تقرير تحليل الاتجاه ، أو لرسو السفن نظام المسلمين ( مختبر نظام إدارة المعلومات ) . معظم المحمولة محلل الاوكسجين الجزئي لديها القدرة على التكيف قوية مع البيئة ، وارتفاع درجة الحرارة المقاومة ، مقاومة للتآكل تصميم ، يمكن أن تعمل بشكل مطرد في بيئة قاسية مثل البتروكيماويات والأدوية ، وبعض النماذج متوافقة مع متطلبات الحماية من الانفجار .

　　تطبيق المثال

محتوى الأكسجين في النيتروجين ختم الغاز الكلور الصحافة تم رصدها من قبل إدراج محلل .

　　4-1 ترسيم الحدود

أولا ، تأكد من وضع صمام رباعية في bypass الدولة ، وتنظيم تدفق صمام إبرة مغلقة ، اضغط على مفتاح الطاقة لمدة طويلة حوالي 3 لبدء ربط محتوى الأكسجين من 5 * 10^-6بعد تطهير خط أنابيب محلل 3 ~ 5 دقائق ، فتح صمام رباعية إلى sample الدولة ، في انتظار البيانات مستقرة ، أدخل واجهة المعايرة ، حدد نقطة منخفضة المعايرة ، أدخل قيمة تركيز الغاز القياسية في القيمة المستهدفة ، اضغط √ تأكيد ، والانتهاء من المعايرة . الخروج من واجهة المعايرة ، وضبط صمام رباعية bypass الدولة وإغلاق تدفق صمام إبرة .

　　4-2 تحديد العينة

أولا ، تأكد من أن صمام رباعية في bypass الدولة ، وتنظيم تدفق صمام إبرة مغلقة ، اضغط على مفتاح الطاقة لمدة طويلة حوالي 3 ثوان ، متصلا عينات الغاز المعالجة ( درجة حرارة الغاز إلى 45 ℃ ، ضغط الغاز 34.48 ~ 68.95kpa ) إلى مدخل الهواء من المعدات ، وتنظيم تدفق 0.0566m³/h, بعد تطهير محلل خط أنابيب حوالي 3 دقائق ، فتح صمام رباعية إلى sample الدولة ، في انتظار بيانات مستقرة ، تسجيل قيمة القياس ، أو حفظ قيمة القياس ، بعد الاختبار ، ضبط صمام رباعية إلى bypass الدولة ، وإغلاق صمام تنظيم تدفق إبرة ، اضغط على مفتاح الطاقة لمدة طويلة حوالي 3 ثوان إلى إيقاف ، قطع خط أخذ العينات . الجدول 2 نتائج القياس الموازي

　　الجدول 2 نتائج القياس الموازي

الجدول 2 نتائج القياس الموازي تبين أن الصك يمكن أن تحدد بدقة محتوى الأكسجين^-6، وتلبية متطلبات السلامة في الإنتاج . مقارنة مع الطريقة التقليدية ، المحمولة محلل الأوكسجين الصغيرة يمكن أن تحسن كثيرا من كفاءة الكشف وخفض التكاليف .

　　خاتمة

إدراج نوع محلل لديها مزايا عالية الدقة ، منخفضة التكلفة ، وعملية مريحة في تحديد محتوى الأكسجين من الكلور ختم الآلة . مقارنة مع التقليدية امتصاص الغاز اللوني ، المحمولة محلل الأوكسجين هو أكثر قدرة على المنافسة في الكفاءة والاقتصاد ، هو الخيار المثالي لتحديد محتوى الأكسجين في صناعة الكلور القلوي .