氧化锆分析仪(课件二)

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1、氧化锆分析仪马俊杰1氧化锆分析仪在许多生产过程中，特别是燃烧过程和氧化反应过程中，测量和控制混合气体中的氧含量是非常重要的。电化学法（氧化锆属电化学类）是目前工业上分析氧含量的一种方法，具有结构简单、维护方便，反应迅速，测量范围广等特点。氧化锆氧量计是电化学分析器的一种，可以连续分析各种工业锅炉和炉窑内的燃烧情况，通过控制送风来调整过剩空气系数α值，以保证最佳的空气燃料比，达到节能和环保的双重效果。这里以氧化锆氧量计为例介绍氧含量的检测原理1.1氧化锆分析仪的测量原理在高温和铂电极催化的条件下，在电池的P

2、0侧发生还原反应，一个氧分子从铂电极取得4个电子，P1侧铂电极由于大量得到电子而带负电，当用导线将两个电极连成电路时，负极上的电子就会通过外电路流到正极，再供给氧分子形成离子，电路中就有电流通过。氧浓差电动势的大小，与氧化锆固体电解质两侧气体中的氧浓度有关。O2（P0）+4e→2O2-2O2--4e→O2（P1）氧浓差电池原理图2氧化锆检测器的种类、结构和性能据氧化锆探头的结构形式和安装方式的不同，我们可把氧化锆分析仪分为直插式、抽吸式和自然渗透式及色谱用检测器四类，目前大量使用的是直插式氧化锆分析仪。但

3、现在空气领域和色谱领域也开始大量采用渗透式检测器。2.1直插式氧化锆分析仪直插式氧化锆探头式检测器，主要用于烟道气分析，它主要分为以下几种类型：①中、低温直插式氧化锆探头这种探头适用于烟气温度0…650℃（最佳烟气温度350…550℃）的场合，探头中自带加热炉。主要用于火电厂锅炉、6…20t/h工业炉等，这是目前使用量最大的一种探头。②带导流管的直插式氧化锆探头这也是一种中低温直插式氧化锆探头，但探头较短（400…600mm），带有一根长的导流管，先用导流管将烟气引导到炉壁附近，再用探头进行测量。这主

4、要用于大型、炉壁比较厚的加热炉。燃煤炉宜选带过滤器的直插式探头，不宜选导流式探头，其原因是容易形成灰堵，而燃油炉，这两种都可以用。③高温直插式氧化锆探头这种探头本身不带加热炉，靠高温烟气加热，适用于700…900℃的烟气测量，主要用于电厂、石化厂等高温烟气分析环境。2.1.1直插式氧化锆分析仪结构组成直插式氧化锆分析仪由氧化锆探头（检测器）和转换器（二次表）两部分组成，两者连接在一起的称为一体式结构；两者分开安装的称为分离式结构。（直插式氧化锆探头外形图）氧化锆管工作原理图2.1.2抽吸式氧化锆氧分析仪这

5、类分析仪的氧化锆探头安装在烟道壁或炉壁以外，将烟气抽出后再进行分析，它主要用于两种场合。（抽吸式氧化锆探头外形图）3氧化锆分析仪的日常维护、注意事项及故障判断与处理3.1仪器投用后，不能立即进行校验冷机投运24小时内，指示是不正常的，投用一天后，再用标气进行校准。因为，冷机检测器或新装检测器内会存在一些吸附水分或可燃性物质，热机后，在高温下，这些吸附水分蒸发，可燃性物质燃烧，会消耗参比侧电池中的参比空气，导致参比空气的氧含量低于正常值20.6%，会出现检测器信号偏低，甚至出现负信号，造成测量的氧含量值偏高

6、，甚至大于20.6%的现象，这时的测量值是不准确的。应该等到检测器内部的水分和可燃性物质被新鲜空气置换干净后，才能使测量准确。所以，氧化锆检测器至少需要热机一天以上才能进行校准。3.2定期对分析仪进行校准氧化锆分析仪在使用过程中存在许多干扰因素，如锆管的老化、积灰、SO2和SO3对电极的腐蚀等。运行一段时间后，仪器的性能会逐渐变化，给测量带来误差，因此必须定期对仪器进行校准，校准周期通常为1-3个月，这要看仪器的使用环境和使用情况而定。校准时，不能使用纯N2作为零点气，通常零点气应为满量程的10%；量程气

7、是满量程的90%；现场采用的是干燥空气作为量程气；零点气则采用100ppmO2，这是因为到，零点在100ppm以下，标气误差对仪器的影响太大且校验吹扫时间太长，又不易吹到位；测量值采用测量线性的下延线。实践证明，这种方法是明确而有效的。3.3仪器不要轻易开关①由于氧化锆管是一根陶瓷管，虽然有一定的抗热振性能，但在停开过程中，因急冷、急热等温变大而可能导致锆管断裂，因此，最好少做一些无谓的停开操作；②涂敷在锆管上的铂电极与氧化锆管间的热膨胀系数不一致，使用一段时间后，容易在开停过程中产生脱落现象，导致探头内

8、阻变大，甚至损坏检测器。停机要慎重！3.4样品处理注意事项①需要对样品气进行控压处理，通常进仪器压力不得大于0.05mpa；②标气二次表输出压不得大于0.30mpa；③进入仪器的所有气路管线都必须经过严格的查漏，且此项工作在仪器正常工作时，每半年还必须进行一次系统查漏；④气路进仪器前，必须经过物理过滤器（10u）；发现气阻现象，可先行检查过滤网（过滤器）；⑤定期清洁分析仪风扇过滤网，每季度一次；环境恶劣，需要经常清理，以防止因