Vorbehandlungssystem zur Probenaufnahme bei der Gasdetektion

1. Überblick über das System

Vorbehandlungssystem zur Probenaufnahme bei der GasdetektionDie Hauptfunktion ist die physikalische oder chemische Behandlung des gesammelten Rohgases, die Entfernung der Störungskomponenten, die Einstellung des Gaszustands und die Gewährleistung, dass das Gas, das in das Analyseinrichtung gelangt, den Anforderungen des Instruments entspricht, um die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Stabilität der Analyseergebnisse zu verbessern. Dieses System wird in vielen Bereichen wie Umweltüberwachung, industrielle Prozesssteuerung, wissenschaftliche Forschungsexperimente, Gesundheitsversorgung und anderen weit verbreitet und ist ein wichtiger Bestandteil der Garantie der Qualität der Gasanalyse-Daten.

2. Systemzusammensetzung und Funktionen

a) Probeneinheit

Die Probenahmeeinheit ist der Teil des Systems, der direkt mit der zu messenden Gasumgebung in Kontakt steht, und ist dafür verantwortlich, das Zielgas von der Probenahmestelle zu entnehmen oder in das System zu sammeln.

1. Probensonde/ProbenahmeWählen Sie entsprechende Materialien (z. B. Edelstahl, Tetrafluorethylen, Glas usw.) und Strukturen, basierend auf unterschiedlichen Probenumgebungen und Gaseigenschaften (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Staubgehalt, Korrosionsfähigkeit usw.). Beispielsweise wird bei der Probenahme von Hochtemperatur-Rauchgasen häufig eine Metallprobe mit Kühlmantel verwendet; Bei der Probenahme von sauberen Gasen können einfache Glas- oder Quarzprobenrohre verwendet werden. Die Probenahmesonde soll so gestaltet sein, dass Störungen des Luftstroms minimiert werden und eine repräsentative Gasprobe abgenommen wird.

2. Probenaufnahmepumpe: Stromversorgung für den Transport von Gasproben von der Probenahme in die Nachbehandlungseinheit. Wählen Sie den passenden Probenaufnahmepumpentyp nach dem erforderlichen Durchfluss, Druck und Gaseigenschaften des Systems aus, z. B. Membranpumpen, Peristaltenpumpen, Rotationspumpen usw. Die Durchflussstabilität und die negative Druckkapazität der Probenahmepumpe sind wichtige Leistungsindikatoren, die sich direkt auf die Probeneffizienz und die Repräsentativität der Probe auswirken.

3. Durchflussregelung und Messgerätewie Massenflussregler (MFCRotor-Durchflussmesser, Seifenfilm-Durchflussmesser usw. zur präzisen Steuerung und Messung des Durchflusses von Probengasen. Ein stabiler Probenfluss ist ein wichtiger Faktor, der die Wiederholbarkeit der Analyseergebnisse gewährleistet und gleichzeitig die quantitative Analyse erleichtert.

(2) Vorbehandlungseinheit

Die Vorbehandlungseinheit ist der Kern des Systems und verwendet eine Vielzahl von Behandlungstechnologien, um Störungen für verschiedene Gasprobeneigenschaften und Analyseanforderungen zu beseitigen.

1. FiltereinrichtungZur Entfernung von Partikeln aus Gasen (Staub, Aerosol usw.). Häufig verwendete Filter sind Metallsinterfilter, Glasfaserfilterfilm, PTFE-Filterfilm usw. Die Auswahl des Filters muss die Filtereffizienz, die Öffnungsgröße, die Temperaturbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit berücksichtigen und sollte regelmäßig ersetzt oder gereinigt werden, um zu verhindern, dass Verstopfungen den Durchfluss und den Filtereffekt beeinflussen.

2. Entfeuchtung/TrocknungseinrichtungEine Entfeuchtung ist erforderlich, wenn ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt in einem Gas das Analysegerät oder die Testergebnisse beeinträchtigen kann (z. B. Sensorschäden, Kondensation verursachen, die Adsorption oder Reaktion bestimmter Gaskomponenten beeinflussen). Häufig verwendete Methoden sind:

oderKühlung EntfeuchtungDurch Halbleiterkühlung oder Kompressorkühlung wird das Gas unter den Taupunkt gekühlt, wodurch die Feuchtigkeit kondensiert wird, die für große Durchströmungen und Gase mit hoher Feuchtigkeit geeignet ist, aber zum Verlust der teilweise wasserlöslichen Gaskomponente führen kann.

oderAdsorption trocknen: Entfernen Sie Feuchtigkeit durch die Adsorption von Trocknungsmitteln (wie Silikon, Molekularsib, Calciumchlorid, Phosphordioxid usw.). Das Adsorptionsmittel hat eine gewisse Adsorptionskapazität und muss regelmäßig erneuert oder ersetzt werden. Für niedrige Taupunktanforderungen wird häufig ein Doppelturmschalter verwendet, um eine kontinuierliche Arbeit zu erreichen.

3. Wasserentfernung (Chemie)/脱水In bestimmten Fällen können chemische Reagenzien wie konzentrierte Schwefelsäure verwendet werden, um Wasser zu absorbieren (aber beachten Sie ihre hohe Korrosionsfähigkeit und die Absorption bestimmter Gase).

4. Störungsfreie GaskomponentenanlagenWenn die Probe andere Gaskomponenten enthält, die das Zielanalyse stören, ist eine selektive Entfernung erforderlich. Zum Beispiel:

oderSelektive AdsorptiveWenn Aktivkohle organischen Dampf adsorbieren kann, kann Hogarat Sauerstoff (unter bestimmten Bedingungen) entfernen, alkalische Absorbenten (z.B.NaOHSäure Gase entfernen können (CO₂undSO₂undHClSäureabsorber (z.B.H₂SO₄(Kann alkalische Gase entfernen)NH₃usw.).

oderKatalysische UmwandlungseinrichtungVerwenden Sie Katalysatoren, um Störgase in schädliche oder störungsfreie Substanzen umzuwandeln. Zum Beispiel mit einem TransformatorofenNO₂Konvertieren inNEINoder unter der Wirkung eines bestimmten Katalysators bestimmte organische Interferenzen zu oxidieren,CO₂undH₂O.

5. Heizung und IsolierungZur Verhinderung der Kondensation von hochsiedenden Komponenten im Gas oder der Veränderung bestimmter reaktionsfähiger Komponenten durch Temperatursenkungen während der Probenahme und der Übertragung sind die Probenahmeleitungen und einige Vorbehandlungsteile erhitzt und isoliert. Zum Beispiel bei der Sammlung von RauchgasVOCsNormalerweise ist eine Heizung erforderlich (z.B.120℃oder180℃um den Kondensationsverlust zu verhindern.

6. Anreicherungs- und KonzentrationsanlagenWenn die Konzentration der zu messenden Gaskomponente niedriger ist als die Analyseinrichtungsdetektion, ist eine angereicherte Konzentration der Zielkomponente erforderlich. Häufig verwendete Methoden sind die Adsorption von festen Adsorbenten-Wärmeentbindung, Tieftemperatur-Kältefangenkonzentration usw. Zum Beispiel Spuren in der AtmosphäreVOCsDie Analyse wird häufigTenaxAnreicherung mit Adsorbenten.

(3) Übertragungseinheit

Verantwortlich für den stabilen und verlustfreien Transport des reinen Gases nach der Vorbehandlung an die Analyseinrichtungen.

1. ÜbertragungsleitungenWählen Sie ein gut chemisch inertes, wenig adsorbierendes und gut dichtendes Material wie Polytetrafluorethylen (PTFERohre, Edelstahlrohre usw. Die Leitungen sollten so kurz wie möglich sein, um das Totvolumen zu reduzieren und die Absorption, Analyse oder Reaktion des Gases während des Transports zu vermeiden. Für Gase, die eine Wärmeübertragung erfordern, sollte eine Begleitleitung verwendet werden.

2. DruckreglerVor dem Einstieg in das Analysegerät ist es manchmal notwendig, den Druck und den Durchfluss des Gases weiter zu stabilisieren, um sicherzustellen, dass das Instrument unter Bedingungen arbeitet.

d) Steuerungs- und Überwachungseinheiten

Mit zunehmender Automatisierung ist die moderneVorbehandlungssystem für die Probenahme von GasenIn der Regel sind Kontroll- und Überwachungseinheiten ausgestattet.

1. SensorenTemperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, Drucksensoren, Flüssigkeitsspiegelsensoren (zur Erkennung von Kondensatwasser) usw. überwachen die Betriebsparameter aller Schlüsselteile des Systems in Echtzeit.

2. Controllerwie:PLC(Programmierbarer Logikkontroller), Single-Chip-Maschine, industrieller Steuercomputer usw., basierend auf den Informationen des Sensorfeedback, steuern die einzelnen Ausführungsteile automatisch (z. B. Start und Stopp der Probenahmepumpe, Regelung des Durchflussreglers, Schalter der Heizungseinrichtung, Auslöser der Alarmeinrichtung usw.), um den automatisierten Betrieb und die Fehlerbehebung des Systems zu erreichen.

3. Anzeige und AlarmEs wird verwendet, um die Betriebszustandsparameter des Systems (Durchfluss, Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.) und Fehlerinformationen anzuzeigen und bei ungewöhnlichen Umständen (wie Überschränkung des Durchflusses, Verstopfung des Filters, ungewöhnliche Temperaturen, unzureichender Luftdruck usw.) Geräusche und Lichtalarmsignale zu senden, um den Bediener zu erinnern, rechtzeitig zu verarbeiten.

Prinzipien der Systemgestaltung

1. Repräsentativität der ProbeDie Systemgestaltung sollte sicherstellen, dass die abgenommenen Gasproben die Gaszusammensetzung und -konzentration des Abnahmepunkts wahrhaft widerspiegeln, um Verschmutzung, Verluste oder Veränderungen der Komponenten während der Abnahme zu vermeiden.

2. gezieltAbhängig von den Eigenschaften des zu messenden Gases (Zusammensetzung, Konzentration, Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Staubgehalt, Korrosionsfähigkeit usw.) und den Anforderungen der Analyseinrichtungen, wählen Sie die geeignete Vorbehandlungstechnik und -einrichtung aus, um das Ziel zu erreichen.

3. Hohe EffizienzDer Vorbehandlungsprozess sollte in der Lage sein, Störungen schnell und effektiv zu beseitigen, die Probenbehandlungszeit so kurz wie möglich zu verkürzen und den Aufenthalt der Probe im System zu reduzieren.

4. Stabilität und ZuverlässigkeitJede Komponente des Systems sollte mit qualitativ zuverlässigen Produkten ausgewählt werden, einen vernünftigen Prozessprozess entwerfen, einen langfristigen stabilen Betrieb sicherstellen und die Wartungsmenge reduzieren.

5. Automatisierung und IntelligenzMaximieren Sie den Grad der Automatisierung des Systems, sofern die Bedingungen es zulassen, um unbeaufsichtigte, automatisierte Probenahme, automatisierte Verarbeitung, automatisierte Datenaufzeichnung und -übertragung zu erreichen, um die Arbeitsproduktivität und Datenzuverlässigkeit zu verbessern.

6. SicherheitBei der Probenahme von giftigen, schädlichen, brennbaren und explosiven Gasen sollte das System eine gute Dichtung und Sicherheitsmaßnahmen aufweisen, um zu verhindern, dass Gasleckage menschliche Schäden oder Umweltverschmutzung verursachen.

7. Einfache WartungDie Systemstruktur sollte einfach zu bedienen, zu warten und zu reparieren sein und die Schlüsselkomponenten sollten einfach zu ersetzen sein.

IV. Anwendungsbereiche

1. Umweltluftqualitätsüberwachung: in der AtmosphäreSO₂undNOxundCOundO₃undVOCsundPM2,5undPM10Probenahme und Vorbehandlung anderer Schadstoffe.

2. Überwachung von Abgasen aus festen SchadstoffquellenÜberwachung von Schadstoffen in Rauchgasen, die von Kraftwerken, Chemiewerken und Stahlwerken ausgestoßen werden.

3. Industrielle ProzessgasanalyseOnline-Überwachung der Komponenten von Prozessgasen in industriellen Produktionsprozessen wie Petrochemie, Metallurgie, Halbleiter und Lebensmittelfermentation, um den Produktionsprozess zu optimieren, Produktqualität und sichere Produktion zu gewährleisten.

4. Überwachung der InnenluftqualitätÜberwachung von Formaldehyd und Benzen in der InnenluftTVOCundCO₂Warten Sie.

5. Wissenschaftliche ExperimenteBereitstellung von angemessenen Probengasen für Laborgasanalyseinrichtungen.

6. Medizinischer Bereich: wie Anästhesie-Gas-Überwachung, Ausatmungsgas-Analyse usw.

7. NotfallüberwachungSchnelle Probenahme und Vorbehandlungsanalysen von giftigen und gefährlichen Gasen bei unerwarteten Umweltverschmutzungen oder Unfällen.

Vorbehandlungssystem zur Probenaufnahme bei der GasdetektionDie Leistung ist in direktem Zusammenhang mit der Qualität der Gasanalyse-Daten, daher müssen bei der Konstruktion, Auswahl, Installation und Wartung verschiedene Einflussfaktoren in vollem Umfang berücksichtigt werden und die Konfiguration auf die spezifischen Anwendungsszenarien und Analyseanforderungen optimiert werden, um sicherzustellen, dass das System langfristig stabil und zuverlässig funktioniert.