CN203705339U - 浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，包括工艺管线、氧分析仪和中央处理单元。氧分析仪安装在工艺管线，工艺管线与氧化塔的放空管线连接，氧分析仪与中央处理单元电路连接。氧分析仪主要由发射单元、发射处理器、接收单元、接收处理器和U型管组成。发射单元与发射处理器电路连接，接收单元与接收处理器电路连接。U型管由两根支管和横管构成，两根支管分别通过球阀与工艺管线连接，横管的一头通过法兰与发射单元连接，另一头通过法兰与接收单元连接。本实用新型能够准确、快速监测氧化塔顶部气体出口管线中气体中的氧含量，为装置操作提供可靠依据，提高了生产的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于自控设备技术领域，涉及化工生产在线分析仪器，具体涉及一种浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备。
背景技术
氧化反应塔是双氧水生产装置的主要组成之一，氧化塔内进行氢蒽醌与氧气的氧化反应生产蒽醌和双氧水。氧化塔顶部气体出口管线中气体中的氧含量反映氧化反应充分与否，氧含量高说明反应不充分。气体中含有重芳烃，氧含量达到爆炸极限含量时会引发爆炸。检测氧化塔顶部出口管线氧含量有利于掌握和调节管线中气体中的氧含量，提高生产的安全性。现有技术的氧分析采用磁压力式氧分析仪和非分光红外气体分析仪。磁压力式氧分析背景气的黏度、热容、热导率对测量没有影响，反应速度快，但需要参比气。磁压力式氧分析仪用毛细管作为气阻元件，容易被固体颗粒堵死，要求气样中不能有太多的灰尘、固体粒子，并且要求气室中不能存在凝液，需要有气体预处理设备。非分光红外气体分析仪在分析粉尘含量较大的气体时，粉尘和被污染的光学元件会引起气室透光率的变化，固定波长的光源又无法区别气体和粉尘的吸收，因此无法自动修正粉尘对光学元件的污染影响。
实用新型内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，以准确、快速监测氧化塔顶部气体出口管线中气体中的氧含量，为装置操作提供可靠依据，提高生产的安全性。
本实用新型浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，包括工艺管线、氧分析仪和中央处理单元，氧分析仪安装在工艺管线，工艺管线与氧化塔的放空管线连接，氧分析仪与中央处理单元电路连接。氧分析仪主要由发射单元、发射处理器、接收单元、接收处理器和U型管组成。发射单元与发射处理器电路连接，接收单元与接收处理器电路连接。U型管由两根支管和横管构成，两根支管分别通过球阀与工艺管线连接，横管的一头通过法兰与发射单元连接，另一头通过法兰与接收单元连接。
发射处理器设有1号RS485接口、信号输出端子、至接收单元电缆接口、2号RS485接口、正压入气口和吹扫补偿标气入口。接收处理器设有至发射单元电缆接口和24V电源接口。工艺管线与U型管两根支管的连接点之间设有球阀。发射单元设有正压吹扫口， U型管的两根支管分别设有氮气吹扫口。U型管设有伴热管。放空管线设有安全阀。发射处理器为半导体激光发射处理器。
氧分析仪基于半导体激光吸收光谱技术，即“单线光谱”测量技术。通过测量具有某一特定吸收谱线的激光束在穿过被测气体时发生的衰减信息，根据激光强度衰减与被测气体含量间的正比关系，分析获得被测气体的浓度。它利用Beer-Lambert关系来定量分析半导体激光能量被被测气体选择吸收产生的衰减来获得气体的浓度。DLAS技术使用的谱宽小，单色性好，用可调的半导体激光器作为光源。DLAS技术本质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。气体浓度越高，对光的衰减也越大。因此，可通过测量气体对激光的衰减来测量气体的浓度。
激光气体分析仪采用原位测量（in-situ）方式，无需采样与样气处理系统，直接在安装点完成分析。整个系统由中央处理单元、发射探头、接收探头与复合光缆组成。激光光源位于中央处理单元中，所发激光由光缆传至发射探头，激光穿过被测气体后被接收探头检测。检测信号传回中央处理单元进行处理、分析与显示。中央处理单元承担人机工作界面和输入输出的功能。氧气分析仪的发射探头与接收探头直接安装于现场分析管线的两侧,两者均采用模块化设计。
本实用新型浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，通过在氧化塔顶出口气体管线安装氧分析仪，能够准确、快速监测氧化塔顶部气体出口管线中气体中的氧含量，为装置操作提供可靠依据，提高生产的安全性。使用单线光谱技术、激光波长扫描技术和环境参数自动修正技术，实现气体的原位分析，比非分光红外传统采样气体分析系统具备更强的环境适应性。本实用新型结构简单、无运动部件、维护标定方便、响应速度快，节省了采样预处理环节，提高了在线气体氧含量的检测水平和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备的安装位置图；
图2为本实用新型浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备结构示意图。
其中：
1—放空管线、2—氧分析仪、3—中央处理单元、4—氧化塔、5—阀门、6—发射单元、7—法兰、8—U型管、9—接收单元、10—正压吹扫口、11—氮气吹扫口、12—球阀、13—工艺管线、14—发射处理器、15—接收处理器、16—1号RS485接口、17—信号输出端子、18—至接收单元电缆接口、19—2号RS485接口、20—正压入气口、21—吹扫补偿标气入口、22—至发射单元电缆接口、23—支管、24—横管、25—安全阀、26—24V电源接口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备如图1所示，包括工艺管线13、氧分析仪2和中央处理单元3。氧分析仪安装在工艺管线，工艺管线与氧化塔的放空管线1连接，氧分析仪与中央处理单元电路连接，放空管线装有安全阀25。如图 2所示，氧分析仪主要由发射单元6、发射处理器14、接收单元9、接收处理器15和U型管8组成。发射单元与发射处理器电路连接，接收单元与接收处理器电路连接。U型管由两根支管23和横管构成24，两根支管分别通过球阀与工艺管线连接，工艺管线与U型管两根支管的连接点之间设有球阀12。横管的一头与发射单元连接，另一头与接收单元连接。发射处理器设有1号RS485接口16、信号输出端子17、至接收单元电缆接口18、2号RS485接口19、正压入气口20和吹扫补偿标气入口21。接收处理器15设有至发射单元电缆接口22和24V电源接口26。发射单元6设有正压吹扫口10，U型管的两根支管23分别设有氮气吹扫口11。U型管8设有伴热管。发射处理器为半导体激光发射处理器。
当氧化塔出口的氧含量超过高限设定值时，及时切断氢化液和空气进料，同时打开氮气阀向反应器内充入氮气，使反应很快终止，有效地保证了装置生产的安全。对气体中的氧含量监测准确、快速，在生产安全的前提下可以尽可能提高双氧水的浓度，又能在危情发生之前迅速采取措施，避免人们生命和财产损失。
发射单元的半导体激光发射处理器发射的激光谱宽小于0.0001nm，是红外光源谱宽的1/106，远小于红外光源谱宽和被测气体单吸收谱线宽度，其频率调制扫描范围也仅包含被测气体单吸收谱线，不受背景气体交叉干扰影响。
通过激光波长扫描技术修正了粉尘和视窗污染对测量的影响。半导体激光发射处理器的波长通过调制工作电流而被扫描，使激光波长既扫描有气体吸收的区域，也扫描过没有气体吸收的区域。当波长位于吸收区域时可测得包含气体和粉尘在内的总透光率T总，当波长位于无气体吸收区域时可以测得粉尘透光率T粉尘，可以准确获得被测气体的透光率T气体 =T总/ T粉尘。氧分析仪内置了温度和压力自动修正功能，能根据实际测量得到的被测气体温度和压力对气体成分测量值进行自动修正，不受被测气体环境参数变化干扰，实现精确的在线气体分析。
Claims (7)
1.一种浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，包括工艺管线（13）、氧分析仪（2）和中央处理单元（3），所述氧分析仪安装在工艺管线，工艺管线与氧化塔的放空管线（1）连接，氧分析仪与中央处理单元电路连接，其特征是：所述氧分析仪主要由发射单元（6）、发射处理器（14）、接收单元（9）、接收处理器（15）和U型管（8）组成；所述发射单元与发射处理器电路连接，所述接收单元与接收处理器电路连接；所述U型管由两根支管（23）和横管（24）构成，两根支管（23）分别通过球阀（12）与工艺管线连接；所述横管的一头与发射单元连接，另一头与接收单元连接。
2.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述发射处理器（14）设有1号RS485接口（16）、信号输出端子（17）、至接收单元电缆接口（18）、2号RS485接口（19）、正压入气口（20）和吹扫补偿标气入口（21）；所述接收处理器（15）设有至发射单元电缆接口（22）和24V电源接口（26）。
3.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述工艺管线与U型管两根支管（23）的连接点之间设有球阀（12）。
4.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述发射单元（6）设有正压吹扫口（10），所述U型管的两根支管（23）分别设有氮气吹扫口（11）。
5.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述U型管（8）设有伴热管。
6.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述放空管线（1）设有安全阀（25）。
7.根据权利要求1所述的浆态床双氧水装置氧化塔在线氧分析设备，其特征是：所述发射处理器为半导体激光发射处理器。
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