Vorbehandlungssystem für die Probenahme von Gasen

1. Überblick über das System

Vorbehandlungssystem für die Probenahme von GasenEs ist eine Schlüsselglied zwischen der Gasabnahmestelle und dem Analyseinrichtung, um Verunreinigungen (wie Partikel, Feuchtigkeit, korrosive Gase, Kondensation usw.) in der Rohgasprobe zu entfernen, die die Analyseergebnisse stören oder beschädigen, und gleichzeitig die Repräsentativität, Stabilität und Integrität der Probe während des Transfers zu gewährleisten, um sicherzustellen, dass das Analyseinrichtung genau, zuverlässig und langfristig funktioniert und echte und wirksame Daten liefert. Das System ist weit verbreitet in den Bereichen Umweltüberwachung, industrielle Prozesssteuerung, Sicherheitsprüfung, wissenschaftliche Forschungsexperimente und ist ein wichtiger Bestandteil des Gasanalyseprozesses.

Kernfunktionen und Ziele

1. Probenahme und ÜbertragungRepräsentative Gasproben werden mit Probensonde oder Probenpumpe aus der Zielumgebung oder der Prozessleitung abgezogen und über spezielle Transportleitungen an die Vorbehandlungseinheit und die nachfolgenden Analyseinrichtungen zugeführt. Der Übertragungsprozess muss Probenverluste, Adsorption, Diffusion und Temperaturänderungen minimieren, um die ursprünglichen Eigenschaften der Probe zu erhalten.

2. Entfernung von Partikeln: Verwenden Sie Filter (wie Sinter-Metallfilter, Filterelement-Filter usw.), um Staub, Rauch, Aerosol und andere feste Partikel aus dem Gas effektiv zu entfernen, um zu verhindern, dass sie den Instrumentström blockieren, Verschleißteile oder Verschmutzungssensoren verschleißen, um sicherzustellen, dass der Analysekanal reibungslos durchläuft.

3. Entfernung von Wasser: mit Kühlung Entfeuchtung (wie Halbleiterkühlung, Kompressorkühlung), Adsorption Trocknung (wie Silikon, Molekularsib,NafionReduzieren Sie die Feuchtigkeit des Probengases und vermeiden Sie, dass Feuchtigkeit Auswirkungen auf die Prüfgenauigkeit der Analyseinrichtungen (z. B. Infrarot-Analyzer, elektrochemische Sensoren) hat, um zu verhindern, dass Kondenswasser eine Verstopfung der Leitungen oder eine Beschädigung des Instruments verursacht.

4. Entfernung von StörungskomponentenFür bestimmte Störgaskomponenten, die in der Probe vorhanden sein können, durch chemische Absorption (z. B. selektive Absorptionsmittel), katalytische Umwandlung (z. B. Umwandlungsofen, dieNOxKonvertieren inNEINTechnische Mittel wie die Penetrationsmembrantrennung werden selektiv entfernt oder umgewandelt, um ihre Störungen bei der Bestimmung des Zielanalyten zu beseitigen.

5. Temperatur- und DruckregelungAbhängig von den Anforderungen des Analyseinrichts und den Eigenschaften der Probe wird die Temperatureinstellung des vorbehandelten Probengases (z. B. Heizungsisolation zur Verhinderung der Kondensation, Kühlung) und die Druckstabilisierung (z. B. Druckregelventil, Durchflussbegrenzungslöcherplatte) durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Probe in einem geeigneten Zustand in das Analyseinrichter gelangt.

6. Durchflusssteuerung und -regelungDurch Durchflussmesser, Durchflussregler und andere Komponenten wird der Durchfluss der Probe in das Analyseinrichtung präzise kontrolliert, um die Anforderungen des Instruments an den Durchfluss zu erfüllen und die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Analyseresultate zu gewährleisten.

7. Systemschutz und ZustandsüberwachungEinige fortgeschrittene Systeme verfügen auch über Selbstschutzfunktionen (wie Überdruckschutz, Übertemperatur-Schutz) und Betriebszustandsüberwachungsfunktionen (wie Filterblockierungsalarm, Durchflussausschreibung, Temperaturdrucksausschreibung), damit der Bediener Probleme rechtzeitig erkennt und behandelt, um den kontinuierlichen stabilen Betrieb des Systems zu gewährleisten.

III. Hauptkomponenten

1. Probensonde/Probe PistoleDirekt in die Probenahme Punkt, um die Gasprobe zu sammeln, in der Regel mit einer primären Filtereinrichtung (wie Keramikfilter, Metallfilter) zur Entfernung großer Partikel Staub, einige hohe Temperatur Umgebung mit der Probenahme Sonde hat auch eine Heizungsfunktion, um die Probenkondensation zu verhindern.

2. ProbenaufnahmepumpeAntrieb für den Fluss von Probengasen, insbesondere wenn der Probenpunktdruck niedrig ist oder eine lange Übertragung erforderlich ist. Abhängig von den Probenabgabeanforderungen können verschiedene Arten von Membranpumpen, Periodikpumpen und Wirbelpumpen verwendet werden.

3. ÜbertragungsleitungenDie Rohrleitung, die die Probenahme mit der Vorbehandlungseinheit verbindet, verwendet normalerweise inerte Materialien (z. B. Tetrafluorethylen, Edelstahl), um die Probenabsorption zu verringern. Bei leicht kondensierenden oder reaktionsfähigen Proben ist die Übertragungsleitung häufig mit Wärmeisolierung verbunden.

4. Primärfilter/FeinfilterWeitere Entfernung von kleinen Partikeln aus dem Gas, um die nachfolgenden Präzisionsteile zu schützen. Das Filtermaterial und die Präzision werden je nach den Eigenschaften der Partikel ausgewählt.

5. Entfeuchtungseinheit：

oderKühler/KondensatorDurch Kühlung wird die Feuchtigkeitskondensation in den Gasen getrennt, wie z. B. Kompressorkühlentfeuchter, Halbleiterkühlentfeuchter.

oderTrockner: Verwendung von Trocknungsmitteln (wie verfärbtes Silikon, molekulares Sieb) zur Absorption von Feuchtigkeit, in Form von Online-Trocknern und Einweg-Trocknerrohren, die abwechselnd mit zwei Türmen arbeiten.

oderNafionTrocknungsrohreMit dem Prinzip der selektiven Penetration wird Feuchtigkeit entfernt, ohne die Zielgaskomponente zu verlieren, insbesondere für die Spuranalyse.

6. GasvorbehandlungsmodulSpezielle Behandlungsmodule für bestimmte Branchen oder Schadstoffe, wie z. B. Kohlenwasserstoffentfernungsanlagen, Schwefeloxidabsorptionsanlagen, Ozongeneratoren (für die Behandlung bestimmter reduzierender Gase) usw.

7. Temperaturregeleinheit: einschließlich Wärmeband, Wärmedämmungsschicht, Thermostat usw. zur Wärmedämmung von Probenahmeleitungen, Sonden und bestimmten Vorbehandlungsteilen.

8. Durchfluss- und Druckregeleinheit: durch Druckreduzierungsventil, Druckregulierungsventil, Nadelventil, Massenflussmesser (MFC), Rotor-Durchflussmesser, Limit-Loch-Platte und andere Zusammensetzungen zur Regelung und Stabilisierung des Drucks und des Durchflusses des Probengases.

9. Ventile und Schalter: wie Elektromagnetventil, Pneumatikventil usw., zum Durchflussschalten (z. B. automatische Kalibrierung, Gegenblasung, Bypass).

10. Steuerungs- und Anzeigeeinheiten：PLCController, Touchscreen, digitale Messgeräte usw. zur Einstellung von Parametern, Überwachung des Betriebszustands des Systems, Alarme usw.

4. Design- und Auswahlprinzipien

1. Repräsentativität der ProbeDie Konstruktion des Vorbehandlungssystems sollte zunächst sicherstellen, dass repräsentative Originalproben erfasst werden können, die Auswahl der Probenahmestelle und die Konstruktion der Probenahmemethode sind von entscheidender Bedeutung.

2. Gezieltheit und AnwendbarkeitEine gezielte Konstruktion und Komponentenauswahl des Vorbehandlungssystems basierend auf den Eigenschaften des Probengases (Zusammensetzung, Konzentration, Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Korrosionsfähigkeit, Staubgehalt usw.), dem Zielobjekt und den Eigenschaften des ausgewählten Analyseinrichts.

3. Effizienz und ZuverlässigkeitDie Vorbehandlungseinheit sollte in der Lage sein, Störungen effizient zu entfernen und gleichzeitig den Verlust des Zielanalyten zu vermeiden. Systemkomponenten sollten Produkte mit zuverlässiger Qualität und stabiler Leistung wählen, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

4. Niedriger Wartungsaufnahme und einfache BedienungUnter der Voraussetzung, dass die Leistungsanforderungen erfüllt werden, sollte die Systemstruktur so vereinfacht wie möglich und die Wartungsarbeit reduziert werden, und die Bedienschnittstelle sollte einfach und intuitiv sein, um den täglichen Betrieb und die Wartung zu erleichtern.

5. SicherheitBei Probenahme mit giftigen, schädlichen, brennbaren und explosiven Gasen muss das Systemdesign Sicherheitsfaktoren wie Explosionsschutz, Leckadetektion und Abgasbehandlung berücksichtigen.

6. WirtschaftlichAuf der Grundlage der Erfüllung der technischen Anforderungen berücksichtigen Sie die Einkaufskosten, die Betriebskosten (z. B. Ersatz von Verbrauchsmaterialien, Energieverbrauch) und die Wartungskosten, um ein kostengünstiges Programm zu wählen.

7. Kompatibilität und SkalierbarkeitDas Vorbehandlungssystem sollte gut mit den nachfolgenden Analyseinrichtungen kompatibel sein und mögliche zukünftige Funktionserweiterungsanforderungen berücksichtigen.

V. Anwendungsszenarien

1. Automatische Umweltluftüberwachung: in der AtmosphäreSO₂undNO₂undCOundO₃undPM₂.₅undVOCsVerunreinigungen zur Vorbehandlung der Proben.

2. Überwachung von Abgasen aus festen SchadstoffquellenSchadstoffe aus Rauchgasen (Staub,SO₂undNOxundCOundHClundHFundVOCsusw.) vor der Probenanalyse.

3. Industrielle ProzessgasanalyseOnline-Überwachung der Prozessgaszusammensetzung in industriellen Produktionsprozessen wie Chemie, Öl, Metallurgie und Elektronik, um Prozessparameter zu optimieren, Produktqualität und sichere Produktion zu gewährleisten.

4. Überwachung der InnenluftqualitätFormaldehyd in der Innenluft,TVOCBenzonstoffe usw. zur Probenbehandlung.

5. AutoabgasprüfungProbenahme und Vorbehandlung von Schadstoffen in Autoabgasen.

6. Wissenschaftliche ExperimenteVorbehandlung von Proben in verschiedenen Laborgasanalysen.

7. Notfallüberwachung und LeckadetektionSchnelle Probenahme und Vorbehandlung von Gasen am Ort eines unerwünschten Umweltvorfalls oder eines industriellen Leckages zur Datenunterstützung bei Notfallentscheidungen.

Vorbehandlungssystem für die Probenahme von GasenDie Leistung hängt direkt von der Qualität der Gasanalysedaten ab, und ein gut gestaltetes, gut funktionierendes Vorbehandlungssystem ist die Voraussetzung und Garantie für genaue und zuverlässige Analyseergebnisse. In praktischen Anwendungen sind eine detaillierte Programmierung und eine strenge Systemintegration auf die jeweilige Situation erforderlich.