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化工企業乙炔和氯乙烯中使用激光氧含量分析儀的方案和技術優勢
在河北省，某氯堿企業使用電石法生產聚氯乙烯樹脂，生產過程中，在單體車間、乙炔車間、聚合車間中，很多工序的生產過程會存在氯乙烯、乙炔等易燃易爆的氣體，如果氧氣混入乙炔或氯乙烯中的含量過高就會形成爆炸性的混合氣體，可能會引起安全事故，需要嚴格控制這些氣體中的氧氣濃度，保證生產安全。所以，我們要實時在線監測乙炔、氯乙烯中的氧氣濃度并進行控制，解決可能出現的安全隱患。
該氯堿企業在樹脂廠區聚合車間的部分工序中使用過在線順磁氧分析儀，在正常生產中，在線順磁氧分析儀使用效果還可以，能夠監測出氯乙烯介質中的氧氣濃度。但是在線順磁氧分析儀的傳感器對被測介質的要求高，要求被測介質中不能混入水分，否則就會損壞傳感器，導致傳感器進水損壞，造成很大的損失或維修不了，成本也不斷提高。為了解決上述問題，該企業通過考察同行其他公司的情況，并經過其他企業介紹，決定購買激光氧含量分析儀系統。
生產系統要監測介質中氧氣濃度的點有乙炔車間清凈工序的乙炔、單體車間氯乙烯壓縮和氯乙烯氣柜連通管線的氯乙烯、精餾變壓吸附工序的氯乙烯、聚合車間回收氯乙烯系統和氯乙烯氣柜連接管線的氯乙烯等。根據工藝點的現場情況來看，采用旁路式激光氧含量分析儀比較合適，在生產系統的被測介質主管道引出取樣管，由取樣管將被測介質導入到樣品預處理系統和激光氧分析儀，整套分析系統安裝在獨立的機柜里面。由于被測介質具有易燃易爆、有毒有害的特點，不能直接排放到大氣，分析之后的樣氣返回至原管道，這些部位的樣氣采集處和樣氣返回處是在同一管道上下游鄰近的不同位置。旁路式激光氧分析儀系統日常維護方便，定期標定時只需要關閉取樣管的閥門就可以了，既方便檢修和標定，而且對正常生產沒有影響。
可調諧半導體激光光譜吸收技術TDLAS本質上是一種光譜吸收技術，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統紅外光譜吸收技術的不同之處在于，半導體激光光譜寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬，如上圖。因此，半導體激光吸收光譜技術是一種高分辨率的光譜吸收技術。系統采用特定波長的激光束穿過被測氣體，激光強度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯.比爾定理，因此可以通過檢測激光強度的衰減信息分析獲得被測氣體的濃度。采用半導體激光吸收光譜技術的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測量結果可靠性高。
就拿生產系統的樣氣中氧含量測量倆說，半導體激光發射器發出一特定頻率的激光，該頻率的激光只能由氧分子吸收，在透過含有氧氣的氯乙烯氣體時，該特定頻率的激光會發生相應強度的衰減，衰減程度和氯乙烯中的氧氣含量存在數學關系，檢測出該衰減程度可以計算出氯乙烯中的氧氣含量。
樣氣預處理系統：被測樣品氣體進入激光氧含量分析儀系統的測量管之前，要經過預處理系統除去其中影響測量準確度的水氣和各類雜質，并且要定期對激光發射、測量系統和測量管進行清理，維護和保養。
實際應用：氯乙烯和乙炔屬于易燃易爆物質，生產系統中的氧氣含量需要控制在2%以下，所以，需要在可能會出現氧氣進入生產系統的位置定時監測內部的氧氣濃度，及時發現異常，盡早處理防止出現生產安全事故。
單體車間精餾工序變壓吸附真空泵的進口管道是負壓工況，在管道出現漏點時很容易造成空氣進入管道內部，導致進入乙炔氣柜的乙炔中氧氣含量過高，致使整個生產系統的氧氣含量增加。因此，需要在變壓吸附抽空進一期和二期乙炔氣柜管道上各配備一臺激光在線氧含量分析儀系統。
單體車間和氯乙烯氣柜連接的氯乙烯管道導淋產生的廢水全部收集到氯乙烯氣柜廢水收集罐，該罐和氯乙烯氣柜系統相連接，導淋廢水回收泵是隔膜泵，在隔膜泵泄漏時很容易造成氧氣進入氯乙烯氣柜系統，致使生產系統氧氣濃度異常，所以，在氣柜廢水收集罐上配備一臺激光在線氧含量分析儀系統。
聚合車間有三套氯乙烯回收冷卻裝置、三套溢流堰汽提塔、一套廢水汽提裝置，這七套裝置在運行過程中都會產生部分氯乙烯氣體排放回收至氯乙烯氣柜。氯乙烯回收系統在聚合釜進行置換操作中，部分管段和設備有負壓的工況，溢流堰汽提塔正常工作時也是負壓工況，塔頂壓力長期保持負壓狀態。廢水汽提裝置收集的氣柜溢流水是敞口模式，會導致氧氣進入生產系統中。在上述這些位置都很容易造成空氣進入生產系統，導致氯乙烯氣柜系統氧氣含量增加，嚴重時可能會引發生產安全事故。所以，在這些位置需要配備四臺激光在線氧含量分析儀系統。
激光氧含量分析儀系統不受背景氣體影響，能夠測量高溫、強腐蝕性的氣體，平時只需要定期簡單維護就可以了。核心部件不易損壞，儀表使用壽命很長，響應速度快，測量精確度高。相比于其他原理的氧含量分析儀，激光氧含量分析系統具有更好的性能表現，到目前為止，激光在線氣體分析儀系統在行業中的使用效果非常好。
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