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气体分析仪。通过可调谐二极管激光的分析仪提供新的替代品

传统的气体分析仪市场一直在努力努力测量低浓度气体。使用包括IR,UV和Vis的各种原理,用于HETRO原子分子,用于H2S的醋酸铅胶带,P2O5和Al 2 O 3用于水分。公司和用户面临的最常见的挑战和问题包括

  1. 高维护
  2. 频繁重新校准
  3. 空调避难所/客房
  4. 干扰气体的准确性问题
  5. 带有移动部件的磨损和撕裂
  6. 耗材包括载体气体

TDL / TDLAS技术

TDL吸收光谱(TDLA)是一种高分辨率技术,可以通过精确度测量特定气体,同时避免与传统分析仪共同的干扰。不可行二极管激光器(TDL)技术被证明是针对测量痕量气体组件的特殊可靠H2O,H2S,CO,NH3&C2H2。

TDL技术的历史

在1990年代后期,美国宇航局选择和完善的TDL技术,为火星着陆机构寻找水分或水。开发的光谱技术必须承受在振动方面的空间发射的严谨性,在极端温度的空间中运行,非常准确,可靠 - 没有第二次机会和高分辨率。

1999年,SpectraSensors Inc.是第一家公司在工艺业中商业地使用TDL技术。目前可用的TDLAS技术包括拉动,交叉管道和原位。被证明的萃取型是最合适的。

TDLAS技术补充了当今分析仪技术,用于测量危急,恶劣环境中的低范围浓度气体,特别是在天然气加工,运输,石化,炼油厂,LNG和特种天然气工业中

TDLAS分析仪的优势

  1. 极其可靠的低浓度测量。本质上稳定的漂移自由激光器。
  2. 在极端环境中工作的技术稳健性
  3. 准确性
  4. 反应快
  5. 低维护

TDLAS技术的优点包括极其稳定的测量。气体不会与探测器接触,从而实现了很少的维护,几乎消除了重新校准的要求。

它是如何工作的?

随着光通过气体样品,吸收能量,减少到达检测器的光量。SS系列分析仪使用发射近红外光的长持久和弹性可调二极管激光器。这robustness of Diode Lasers is proven in many consumer and commercial applications such as CD players and fiber optic communications.The length of the laser beam affects the sensor’s sensitivity and hence some companies offer the dual-pass optical path in most applications (or a greater number of passes for some applications).

图3 - 具有源和探测器的典型样品电池

申请主要领域

  1. 天然气和天然气加工,包括管道 - H2O,H2S,CO2
  2. LNG - H2O,CO2,H2S
  3. 精炼和石化 - H2O,H2S,CO2,NH3,C2H2
  4. 专业和散装气体
  5. 计量与气候研究

天然气

所有天然气含有H2O(水分),其在天然气管道生产和收集地点,监护者点,压缩站,储存设施和分销市场中测量。水分测量对于天然气公司来说至关重要,以满足质量规格并保护管道免受腐蚀。典型H2O测量范围0-50,0-100,0-200,0-500 PPMV

相似地H2S&CO2天然存在于石油和天然气藏。含有高水平H2S的生产气体需要治疗以避免腐蚀问题。典型测量范围0-10,0-20,0-50,0-100,0-500 ppmv

LNG植物

使用鼹鼠筛子去除水分是一种常见的干燥技术天然气加工厂。几个摩尔筛血管并联操作,并且当饱和时被绕过以再生。H2O测量渗透干燥机出口检测并避免下游过程中的潜在问题。典型的H2O测量范围0-10ppm

与天然气一样,H2S和CO2也在LNG植物中担心。胺单元通常在液化部分的上游。H2S和CO2测量是必要的。典型的测量CO2范围为0-100ppm,典型的H2S测量范围为0-10ppm。

图4-鼹鼠筛

LNG在约-160°C的温度下产生并发货,因此LNG本身的显着水浓度几乎没有可能。然而,使用通过燃烧气化LNG加热的空气,气体或液体来重新升值的许多不同的方法,并且使用海水作为加热介质,最常见的是最常见的开放式蒸发器之一。

监测水的汽化LNG在某些过程中可能是至关重要的

渗漏换热器。在一些情况下,气化LNG可以与湿的其他燃料混合。

典型测量H20范围0-10 ppm

石油化学

乙烯是石油化工业最重要的原料之一。由于ITIS用于制造各种化合物,因此乙烯具有非常严格的纯度规格。纯化乙烯测量乙炔的乙烯中的一种更重要的步骤乙炔切逆逆变器单元。乙炔转换器单元由一系列反应器或多个催化剂床(图5)组成,将乙炔与甲酰基重建为甲酰基。乙炔被降低到最终反应器的适当水平至关重要;否则,存在的任何乙炔都会遵循乙烯一直到最终产品流。为了避免这种生产者将使它转移到耀斑,这是一个非常昂贵的决定。典型的C2H2测量值0-3000降至0-5ppm。

测量水分和乙炔纯乙烯气体典型的测量范围从0-5到0-10 ppm变化

乙烯具有非常严格的纯度规格

特别是对于聚合物级乙烯作为氨毒药聚乙烯催化剂。

聚合物级乙烯中的氨的样品点在乙烯植物产品中或聚乙烯植物饲料中。在这两种情况下,必须验证乙烯的纯度。纯测量范围0-5 ppm

图5-乙炔变换器单元

催化重整器单元现代化炼油厂是一种重要的工艺单元,用于将下辛烷石脑油流转化为更高辛烷芳族化合物。这些化学转换是在催化反应器中进行的,使在石脑油中发现的直链C6-C8化合物变为光线

芳烃如苯,甲苯和二甲苯(BTX)。然后可以将这种高辛烷值重整用于汽油混合或销售给化学植物。如图所示,将综合的石脑油进料与再循环的氢气混合,预热并通过一系列反应器,其中发生转化为芳烃。在最后一个反应器之后,氢分离器从流中带出氢气和其他光气体。除去氢后,流进入稳定塔(也称为a

Debutanizer)除去丁烷和较轻的气体与重整

图6 - C2H2,NH3&H2O在eHtylene气体中

将底部用于汽油混合或送到化学植物。催化剂通常在氢回收流中的约5-50ppm水分下操作。在催化剂再生水分中可以高得多。

典型测量范围0-50 ppm(控制)和50-500 ppm(趋势)

图7 - H2O&H2S去除CRU单元

炼油厂

炼油厂燃气气体是在各种炼油过程中产生的轻质气体的集合,该方法已被加工以除去有价值的较重成分以及大多数腐蚀性硫化合物,如H2S。这些燃料在工艺燃烧器和加热器中广泛使用。燃料和闪光气体中H2S的测量。在这种气体中,背景部件气体随时间而变化。因此,用传统技术衡量它变得非常困难。GC传统上用于此类测量,但遭受高维护成本和操作。典型测量范围0-10至0-300ppm

专业和干散装气体

水分是高纯度气体中最重要的杂质之一,例如氮气,氦气,氢气,氩气和二氧化碳。这些气体经常用于吹扫或毯子气体,因为大气中的水分可能会损坏设备或过程。因此,气体的纯度最为重要。典型测量范围0-10ppm

部分应用程序列表

天然气

气体加工

LNG.

烯烃(石油化学)

炼油厂

专业气体/合成气

(Hemal Desai毕业于仪器工程,拥有超过23年的过程控制和自动化业务经验。目前他在Endress + Hauser India PVT Ltd领导了解决方案集团。)

照片Courtesy - SpectraSensors Inc

接触:hemal.desai@in.endress.com.

由Endress + Hauser India汇编PVT LTD。