H? th?ng ti?n x? ly khí tr?c tuy?n

I. Tổng quan về hệ thống

Hệ thống tiền xử lý khí trực tuyếnLà một thành phần quan trọng rất cần thiết trong các lĩnh vực phân tích quy trình công nghiệp, giám sát môi trường, thí nghiệm nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực khác, chức năng chính của nó là thực hiện một loạt các xử lý vật lý và hóa học đối với các mẫu khí ban đầu được thu thập từ đường dây quá trình hoặc môi trường để loại bỏ các thành phần gây nhiễu, điều chỉnh trạng thái khí (ví dụ: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng), để các mẫu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của các thiết bị phân tích tiếp theo (ví dụ: sắc ký khí, máy quang phổ khối, máy phân tích khí hồng ngoại, máy phân tích khí laser, v.v.) đối với điều kiện tiến hóa, đảm bảo độ chính xác, độ tin cậy và ổn định của dữ liệu phân tích. Hệ thống này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của kết quả phân tích và tuổi thọ của dụng cụ phân tích và là tiền đề đảm bảo cho việc thực hiện giám sát liên tục, trực tuyến và chính xác.

II. Chức năng và vai trò cốt lõi

1. Thu thập và truyền mẫu: Các mẫu đại diện được lấy từ các nguồn khí mục tiêu (ví dụ: đường ống, nồi phản ứng, môi trường khí quyển) bằng đầu dò lấy mẫu thích hợp và các mẫu được chuyển đến các đơn vị tiền xử lý bằng cách giữ nhiệt hoặc đường ống lấy mẫu kèm theo. Đầu dò lấy mẫu cần xem xét các đặc tính như chống tắc nghẽn, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, và đường ống lấy mẫu cần tránh mất mẫu, hấp phụ hoặc hư hỏng trong quá trình truyền.

2. Lọc lọc: Loại bỏ các hạt rắn (ví dụ: bụi, bồ hóng), giọt sương mù lỏng (ví dụ: sương mù nước, dầu) từ các mẫu khí và các thành phần hóa học độc hại có thể gây thiệt hại cho dụng cụ phân tích hoặc can thiệp vào kết quả phân tích (ví dụ: khí ăn mòn, hơi nước, chất hữu cơ điểm sôi cao, v.v.). Các thành phần lọc lọc thường được sử dụng bao gồm bộ lọc chính xác, bộ lọc màng, bẫy hấp phụ (như than hoạt tính, sàng phân tử, silicone), v.v.

3. kiểm soát nhiệt độ: Khí mẫu được làm nóng hoặc làm mát để đạt được nhiệt độ hoạt động phù hợp với dụng cụ phân tích. Ví dụ, đối với các thành phần điểm sôi cao dễ ngưng tụ, cần phải giữ nhiệt đồng thời cho đường lấy mẫu và các thành phần tiền xử lý để ngăn chặn sự mất mát ngưng tụ thành phần; Đối với các dụng cụ phân tích nhạy cảm với nhiệt độ, có thể cần phải làm mát và làm mát mẫu.

4. Áp suất và điều chỉnh dòng chảy: Ổn định áp suất và dòng chảy của khí mẫu trong phạm vi yêu cầu của dụng cụ phân tích. Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (MFC) hoặc đồng hồ đo lưu lượng và các thành phần khác đạt được, đảm bảo dòng chảy mẫu không đổi, áp suất ổn định vào dụng cụ phân tích và cải thiện độ lặp lại của kết quả phân tích.

5. hút ẩm và sấy khôKhi khí mẫu chứa độ ẩm dư thừa, nó can thiệp vào việc phân tích nhiều thành phần khí (chẳng hạn như đo hồng ngoại)CO₂(đo lường một số khí bằng laser) và có thể làm hỏng các bộ phận bên trong dụng cụ. Phương pháp hút ẩm bao gồm sấy khô đông, sấy hấp phụ (ví dụ như sử dụng chất hút ẩm), sấy màng thẩm thấu, v.v. cần chọn phương pháp hút ẩm phù hợp theo đặc tính mẫu và yêu cầu phân tích để tránh mất thành phần phân tích mục tiêu.

6. Phân tách thành phần và làm giàu (nhu cầu cụ thể)Trong một số phân tích mẫu phức tạp, có thể cần phải phân tách trước hoặc làm giàu các thành phần cụ thể trong mẫu để tăng độ nhạy phân tích hoặc loại bỏ sự can thiệp lẫn nhau giữa các thành phần. Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (SPME) Các công nghệ khác.

7. Giám sát và báo động tình trạng hệ thống: Một số hệ thống tiền xử lý tiên tiến cũng có chức năng giám sát thời gian thực các thông số chính (chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, dòng chảy, trạng thái tắc nghẽn bộ lọc, trạng thái bão hòa hút ẩm, v.v.) và có thể gửi tín hiệu cảnh báo khi các thông số vượt quá phạm vi cài đặt để nhắc nhở người vận hành bảo trì.

III. Thành phần chính

1. Đầu dò mẫu/Mẫu: Tiếp xúc trực tiếp với nguồn mẫu, chịu trách nhiệm lấy mẫu gốc. Các loại phổ biến là đầu dò chèn, đầu dò rút, với đầu dò bộ lọc, v.v.

2. Mẫu đường ốngThiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (Sản phẩm PTFE() Một phần cần mang theo nhiệt đới.

3. Bộ lọc: Bao gồm bộ lọc phía trước (lọc thô), bộ lọc chính xác (lọc tốt), để loại bỏ các hạt và giọt. Vật liệu của phần tử lọc có lưới kim loại, gốm sứ, màng PTFE, v.v.

4. Thiết bị sấyVí dụ như máy sấy đông lạnh,NafionỐng sấy, tháp sấy hấp phụ (chứa silicone bên trong, sàng phân tử, nhôm oxit hoạt tính, v.v.).

5. Thiết bị kiểm soát nhiệt độ: Vành đai sưởi ấm, hộp nhiệt độ không đổi, bộ điều khiển đường ống dẫn nhiệt, bộ làm mát, v.v.

6. Bộ phận kiểm soát áp suất và dòng chảyThiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (MFC), đồng hồ áp suất......

7. Van và thiết bị chuyển mạch: Van điện từ, van khí nén để thực hiện chuyển mạch dòng mẫu, hiệu chuẩn khí/Không khí chuyển đổi, thổi ngược và các chức năng khác.

8. bơm: Khi áp suất mẫu không đủ, cần bơm mẫu để lấy mẫu; Hoặc sử dụng khi cần tăng tốc độ cập nhật mẫu, vượt qua lực cản của hệ thống.

9. Trường hợp tiền xử lý/Tủ: Tích hợp hầu hết các bộ phận tiền xử lý ở trên, cung cấp nền tảng lắp đặt và vận hành thống nhất, thường có các đặc tính chống bụi, chống thấm nước và chống cháy nổ, thích nghi với môi trường công nghiệp.

10. Đơn vị kiểm soát và giám sát：Hệ thống PLCBộ điều khiển, màn hình cảm ứng, cảm biến (nhiệt độ, áp suất, cảm biến lưu lượng), báo động, v.v., để nhận ra điều khiển tự động và giám sát trạng thái.

IV. Các tính năng kỹ thuật chính

1. Đại diệnNguyên tắc đầu tiên của thiết kế hệ thống tiền xử lý là đảm bảo rằng các mẫu thu thập và xử lý có thể đại diện thực sự cho thành phần và trạng thái của khí ban đầu và tránh biến dạng mẫu.

2. Hiệu quả cao: Phản ứng nhanh, có thể phản ánh kịp thời sự thay đổi của khí mẫu, thời gian trễ hệ thống ngắn.

3. Ổn định&độ tin cậy: Hệ thống hoạt động ổn định, tỷ lệ thất bại thấp, chu kỳ bảo trì dài, thích nghi với môi trường phức tạp và đa dạng của các trang web công nghiệp (chẳng hạn như nhiệt độ cao, độ ẩm cao, bụi, rung, khí ăn mòn, v.v.).

4. Mất mát thấpTrong quá trình tiền xử lý, tổn thất của các thành phần phân tích mục tiêu nên càng nhỏ càng tốt, đặc biệt là các thành phần vi lượng.

5. Mức độ tự động hóa cao: Nó có chức năng hiệu chuẩn tự động, thổi ngược tự động (loại bỏ bụi bộ lọc), thoát nước tự động, tự chẩn đoán lỗi và báo động để giảm can thiệp thủ công và giảm chi phí vận hành và bảo trì.

6. Thiết kế mô-đun: Mỗi đơn vị chức năng của hệ thống được thiết kế theo mô-đun để dễ dàng kết hợp linh hoạt, nâng cấp và thay thế bảo trì theo các yêu cầu ứng dụng khác nhau.

7. Khả năng thích ứng cao: Có thể xử lý các mẫu khí trong các điều kiện làm việc khác nhau, chẳng hạn như khí thải nhiệt độ cao, khí ẩm cao, khí bụi cao, khí áp suất cao, khí có thành phần ăn mòn, v.v., và có thể đáp ứng các yêu cầu giao diện của các dụng cụ phân tích khác nhau.

V. Lĩnh vực ứng dụng điển hình

1. Phân tích khí quy trình công nghiệp: chẳng hạn như hóa dầu, hóa chất than, luyện kim thép, điện (giám sát khí thải từ nhà máy nhiệt điện than)CEMS), xi măng, sản xuất chất bán dẫn và các ngành công nghiệp khác để giám sát trực tuyến hàm lượng thành phần khí trong quá trình quy trình, tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn sản xuất.

2. Tự động giám sát chất lượng không khí môi trường: Đối với môi trường khí quyểnSO₂、NOx、CO、O₃、PM₂.₅、Chất VOCCác chất ô nhiễm được giám sát tự động liên tục.

3. Giám sát khí thải nguồn ô nhiễm cố địnhCác chất ô nhiễm trong khói thải của các doanh nghiệp công nghiệp (như bụi,SO₂、NOx、CO、Chất VOCv. v., tiến hành giám sát trực tuyến để đáp ứng yêu cầu pháp luật bảo vệ môi trường.

4. Phát hiện khí thải ô tô: Trong thử nghiệm khí thải ô tô, khí thải được đưa vào máy phân tích sau khi được xử lý trước.

5. Thí nghiệm khoa học: Trong điều kiện phòng thí nghiệm, tiền xử lý chính xác các mẫu khí khác nhau được thực hiện để hoàn thành công việc nghiên cứu với các dụng cụ phân tích khác nhau.

6. Lĩnh vực y tế: Tiền xử lý khí cho các dịp như giám sát khí gây mê, phân tích khí hô hấp.

7. Giám sát an ninh và giám sát khẩn cấp: Giám sát trực tuyến cảnh báo khí độc hại trong không gian hạn chế, nơi nguy hiểm.

VI. Nguyên tắc lựa chọn và cấu hình

1. Phân tích rõ đối tượng và mục tiêu: Chọn sơ đồ tiền xử lý phù hợp theo thành phần khí cần phân tích, phạm vi nồng độ, yêu cầu giới hạn phát hiện, v.v.

2. Hiểu các đặc tính mẫu: Tìm hiểu chi tiết về nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm, hàm lượng bụi, ăn mòn, cho dù nó có chứa ngưng tụ và các đặc tính khác của khí mẫu ban đầu.

3. Yêu cầu dụng cụ phân tích: Thiết kế quy trình tiền xử lý theo yêu cầu cụ thể của các công cụ phân tích tiếp theo đối với điều kiện mẫu (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ sạch, độ khô).

4. Điều kiện môi trường trang web: Xem xét các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, bụi, mức độ chống cháy nổ, kích thước không gian tại địa điểm lắp đặt.

5. Độ tin cậy của hệ thống và chi phí bảo trì: Chọn công nghệ và thành phần trưởng thành và đáng tin cậy, xem xét chu kỳ bảo trì của hệ thống, độ khó bảo trì và chi phí vật tư tiêu hao.

6. Quy định và tiêu chuẩn phù hợpĐối với các lĩnh vực cụ thể như giám sát môi trường, hệ thống tiền xử lý phải đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc ngành liên quan.

7. Linh hoạt và khả năng mở rộngHệ thống phải có một số tính linh hoạt để thích ứng với những thay đổi trong điều kiện mẫu hoặc yêu cầu phân tích và xem xét khả năng mở rộng chức năng trong tương lai.

Hệ thống tiền xử lý khí trực tuyếnLà cầu nối giữa các điểm lấy mẫu và các công cụ phân tích, hiệu suất của chúng có liên quan trực tiếp đến sự thành công hay thất bại của toàn bộ hệ thống phân tích trực tuyến. Trong các ứng dụng thực tế, theo nhu cầu phân tích cụ thể, đặc điểm mẫu và điều kiện hiện trường, thiết kế hệ thống cẩn thận, lựa chọn thiết bị hợp lý và bảo trì hoạt động thông số kỹ thuật cần được thực hiện để đảm bảo hoạt động ổn định và đáng tin cậy lâu dài, cung cấp hỗ trợ dữ liệu chính xác và hiệu quả cho tối ưu hóa quy trình sản xuất, giám sát môi trường, rào cản an toàn, v.v.