工业仪表第七章.ppt

第七章 成分分析 7.1 概述 7.1.1 成分分析的意义 监测和控制工艺成分参数，保证工序质量 成份分析：固体成份分析、气体成份分析 气体成份分析的作用： 通过测定气体成分，计算窑炉废气过剩空气系数和CO含量，判断窑内供风情况及燃料燃烧程度，进而判断物料煅烧情况； 比较窑炉系统不同部位废气成分，计算漏风量； 分析废气有害成分，确定废气对大气污染程度。　　 7.2 磁性氧量计 用途：测量混合气体中的氧气含量 7.2.1 气体的磁化特性 （1）气体的磁化率 磁化现象：任何物质处于外磁场中会受到力或力矩的作用而显示出磁性，即介质在磁场中被磁化—介质分子磁矩沿一个方向顺序排列。 磁化强度： 7.2.2　热磁式氧分析器的组成 环形室 中央旁通管：水平放置；管上绕有二个铂丝加热线圈R1和R2，它们与另二个锰铜合金丝做成的电阻器R3和R4组成测量电桥的四个臂，电桥线路对角线上连接毫伏计（刻度为氧的百分含量）， 磁极：靠近R1的边缘 7.2.3　工作原理 抽气器将被测气体连续吸入环形室 气体中无氧时，旁通管中无电流流过，测量电桥处于平衡状态，输出电压为零，仪表指针指零。 气体中含氧时，氧气被不均匀磁场吸入旁通管，被发热元件R1加热，磁化率降低，所受磁场引力减小，被随后低温氧气推出。氧气排出在磁道中形成磁风（称热磁对流）。氧气在旁通管中流动时，在R1处起冷却作用，流至R2处时，因其已被加热，对R2影响较小，故TR1＜TR2，电桥失衡，输出电压信号，信号大小反映了气体氧含量。 若气体中混有NO，将影响测量结果，引起误差。 7.3 奥氏气体成分分析仪 7.3.1　系统组成： 三个装有吸收剂的吸收瓶，吸收瓶分别通过旋阀7、8、9与梳形管相连。 7.4 CO2自动分析仪 7.4.1基本知识 　　热传导过程中，不同气体导热系数也不同，导热系数大者，传热快；反之亦然。所以，气体混合物中组分含量的变化会引起混合物导热系数的变化。 7.4.2　CO2自动分析器的工作原理 7.5　红外线气体分析器 　　利用混合气体中某些组分会有选择地吸收红外辐射能的特性，连续分析和测定被测气体中某一待测组分的含量。 　　可测定的气体：CO、CO2、CH4、C2H4、NH3、水蒸汽 　　不能测定的气体：双原子气体、惰性气体 　　 7.5.1 基本知识 红外线是一种电磁波，波长：0.76～420μm。 物质具有一定的红外辐射，辐射大小与物质温度有关。T低时，辐射波长较长，T升高时，最大辐射能波长向短波方向迁移。红外线气体分析器利用1～25μm光谱段。将镍铬丝通电加热至730℃时，辐射光波长主要集中在此范围。 辐射能被物质吸收后部分转化为热能，T升高。 红外线热辐射特征：物体的热辐射绝大部分集中在红外区域。由此可用热敏电阻或热电堆接收红外线。 7.5.2　红外线气体分析器的构造 红外辐射源、分析室、参比室、检测器、前置放大器、主放大器、记录器 7.6　氧化锆氧量计 用氧化锆固体电解质作测量元件，将氧量信号转换为电量信号显示被测气体的氧含量。 特点：结构简单、反应速度快、不受其它气体干扰 广泛应用于火力发电厂。 7.6.1 工作原理和结构 ZrO2 晶体结构： 单斜　　　　　　　　　　　立方 7.6.2 ZO系列氧化锆氧量分析仪 (1) 特点 1）结构简单、测量迅速、准确 2) 双参数修正，对氧化锆探头的本底电动势及炉温参数进行修正，进一步提高测量准确度。 3) 新颖探头结构，便于更换氧化铝、热电偶元件，降低使用成本，延长探头寿命。 4) 导流直插式结构，参比气体自然对流，不用抽气泵，简化仪表结构，维护量少。 5) 探头设有校准室，便于实现在线校验探头，保证测量准确度。 6) 仪表系列化、规格化，输出信号线性化。 (2) 工作原理： (3) 仪表结构 原理 (4) 烟气测点选择和取样处理 测点选择： 取样口一般设在锅炉中燃料完全燃烧的位置附近； 流动畅通、远离局部阻力处； 矩形截面对角线上距顶点1/3处设置取样点 电池反应： 　　管内通空气(参比气体)，管外走烟气。管内外两侧气体中的O2被金属铂吸附，且在其催化作用下得到电子、成为O2－进入氧化锆离子空穴中，金属铂表面上留下过剩正电荷。 　　同时，氧化锆中的O2－失去电子成为O2回到空气或烟气中。 达到动态平衡时，在铂金属表面附近形成双电层 能斯特方程： 氧浓差电动势 空气(参比气体)的氧分压 烟气(被测气体)的氧分压 它由氧化锆探头、氧量变送电路恒温控制电路等部分组成。仪表本身带有数字显示器。 1) 氧化锆探头结构 　组成部分： 　氧化锆元件、 　加热炉、 　热电偶、 　标准气导管 　过滤器。 * 7.1.2 成分分析方法 定期取样法：实验室测定 连续测定法：测定混合物中某种成分含量或性质；测定混