关键词：空分分析；仪表配置；日常维护；注意事项
1空分在线分析仪表工作流程
一般空分装置采用分子筛净化气，带增压膨胀机，上塔采用规整填料塔，全精馏无氢制氩，氧气外压缩流程原料空气在过滤器中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔进行清洗和预冷。空气从空气冷却塔的下部进入，从顶部出来。空气冷却塔的给水分为两段，冷却塔的下段使用经用户水处理系统冷却过的循环水，而冷却塔的上段经水冷却塔WC冷却后的低温水，使空气冷却塔出口空气温度降低。
空气冷却塔顶部设有丝网除雾器，以除去空气中的机械水滴。出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器。在那里原料空气中的水分、CO2、C2H2等不纯物质被分子筛吸附。净化后的加工空气分三股。一小部分被抽出作为仪表空气；一股相当于膨胀量的空气引入增压风机中增压，然后被冷却水冷却至常温后进入主换热器。再从主换热器中部抽出进入膨胀机ET，膨胀后经膨胀空气换热器送入上塔参与精馏。
另一大股空气直接进入主换热1后，被返流气体冷却至饱和温度进入下塔。经下塔初步精馏后，在下塔底部获得液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的液空、纯液氮，进入过冷器过冷后送入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得氧气，经膨胀空气换热器进入主换热器复热后出冷箱，经氧气透平压缩机加压至3.0MPa(G)后进入氧气管网。另抽取一部分液氧直接进入液氧贮槽或经喷射蒸发器汽化后送入氧气管网。
从下塔顶部抽取压力氮气经主换热器复热后作为氧透的密封气及其它用途。从上塔中部抽取一定量的氩馏分送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部抽取的液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到98.5%?Ar，2ppm O2的粗氩气，送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏在纯氩塔底部得到纯液氩，通过阀门送出冷箱，也可以经液氩泵送出冷箱。从辅塔顶部得到氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱作为产品输出。从上塔顶部引出污氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入分子筛电加热器作为分子筛再生气体，其余气体送水冷塔。
空分装置在变工况情况下可以提取一部分的液氧及液氮，以液体贮存系统作备用供气。液氧、液氮后备系统可以根据用户实际使用情况，配置大型贮槽，紧急情况下可以启动该后备系统维持一定的供气时间。供气采用液体泵增压，水浴式气化器气化的方式。气化后带压氧气或氮气直接供用户管网。
2空分装置分析仪的配置情况
以公司40000m3/h空分装置为例，介绍一下分析仪表的配置情况。
2.1出分子筛空气和主冷中CO2和N2O含量分析
采用SERVOMEX公司的SERVOPRO4100红外气体分析仪，监测分子筛纯化器处理后空气中的二氧化碳含量和主冷中的氧化亚氮，以评估分子筛功效性能和主冷中氧化亚氮的含量。红外线气体分析仪是利用不同气体对红外波长的电磁波能量具有特殊吸收特性的原理而进行气体成分和含量分析的仪器。主要由光源、滤光片、切光片、同步电机、测量气室、参比气室、检测器等组成。
2.2产品氧纯度分析和粗氩塔I顶部粗氩含氧量分析
产品氧纯度和粗氩塔I顶部粗氩含氧量采用teledyne公司的3010M磁氧分析仪。它们是利用氧分子在磁场中有很强的顺磁特性(被磁场所吸引)来区分氧气与其他成分的。磁氧传感器由一对悬垂于一个非均匀的磁场中，对称的哑铃球组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当样品气体中有氧气时，沿磁场强度梯度方向形成氧分压差，该压力差推动哑铃在磁场中发生偏转，使打到哑铃镜面的光束不均匀的反射到二个光电元件上，二个光电元件采用差动方式连接，由于两个光电元件接收到的光能量不同，就产生一个电压信号输出，转换后可读出氧的浓度。
2.3产品氮、粗氩塔II出口氩气中微量氧分析
采用teledyne3000A-XL微量氧分析仪，它的氧传感器是一个微燃料电池，是一次性塑封电化学传感器，燃料电池的有效成分是1个阴极、1个阳极和15%液态KOH溶液，阳极、阴极被浸没在溶液中。电池将样气中的氧与阴极和阳极的化学反应的能量转化为外电路的电流信号，此电流信号经处理、计算得出氧气浓度。
2.4增压空气微量水含量分析
采用成都仪器厂的USI－1AB微量水分析仪，它的五氧化二磷(P2O5)传感器利用电解水分子为氢气与氧气原理进行测量。此传感器由一个玻璃材质的圆柱和两根并行的电极组成，测量电极之间有磷酸(H3PO4)的均匀涂层，稀磷酸本身是一种电解质。当电极通电时，发生电解，含在酸中的水被电离成氢和氧，这个过程的结果在电极之间出现P2O5。P2O5是一种高吸湿物质，能够极强地吸收样气中的水份，即样气中的微量水份完全被P2O5吸收，形成磷酸。而酸中的含水又完全被电解分离成氢和氧，使水的连续分离达到一个平衡。吸收气体中的微量水电解所产生的电流强度与气体中的微量水含量成正比关系，电流信号经处理转换成水含量数据。
2.5 主冷中总烃的含量
采用ORTHODYNE5005总烃分析仪，采用的事火焰离子检测器， 样品气体与燃气（氢气）混合在空气（保护气）中燃烧，燃烧过程中产生的离子在燃烧室（或探测单元）的两个电极中产生导电效应，并被一个敏感的电量计放大器电路放大。电量计放大电路的电量输出直接正比于碳氢化合物燃烧产生的离子数。且当甲烷含量在0-10，00PPM的范围内都是线性的。
3空分在线分析仪表运行校验中需要注意的事项
在日常检查和维护的过程中，维护人员必须侧重于关注在线分析仪表的以下几个方面的指标：其一是含量显示指数，其二是分析仪预处理系统样品气的过滤和稳压、稳流，其三是运行气的耗损量和报警指示器的状态。只有当这几个方面都维持在正常的水平时，维护人员才能够从中确定在线分析仪表的状态。其次，由于不同的在线分析仪有不同的标定周期，因此当前使用的在线分析仪也需要有合适且固定的标定周期，并且在进行实际标定时，应当遵循标定操作规范。
再者，由于标准瓶气的质量期限一般都在2年之内，因此，我们在实际中使用标准瓶气的时候，必须确认其质量期限，最好能够确保其国家标准证书是在本年度内获得的。接下来，为了对在线分析仪表进行有效的维护，相关的维护人员必须熟知仪器的相关说明书，从而保障其流程的规范程度进一步提高。当随着科学技术的发展，越来越多的新技术应用在分析仪器仪表上，要求我们针对工艺要求，配置适合工况的在线气体分析仪表，不断的学习，加强人员培训，做好仪表的定期校验工作，不断的进取，选好、用好分析仪器，既达到准确测量又能经济节省的更好的为生产服务。
4结语
综上所述，在线分析仪表的合理选配及日常维护使用是一项技术性很强的工作，要想使用好、维护好分析仪表，气体分析技术又是一门实践科学，必须经过大量的实验实践才能摸索出其中的规律性，才能很好地掌握它，并圆满解决各具体的气体分析问题。总之，空分气体分析是一项专门技术，也是门带有研究性质的工作，它决定着气体分析仪器应用效果和水平。
参考文献：
[1]赵海英,李迎春.在线分析仪表在空分系统中的日常维护及操作[J].科技与企业,2014(22):000314-000314.
[2]马具朋,徐宁军,韩聪玲.空分在线分析仪表配置与日常维护以及注意事项[J].山东工业技术,2015(17):000202-000202.
论文作者:梁新光
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
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