常見實(shí)驗(yàn)室分析儀器及過程分析儀器選型指南

 近年來，各類食品安全、環(huán)境污染問題日益頻發(fā)，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，特別是分析儀器及其相關(guān)的樣品前處理等產(chǎn)品需求逐年增加，政府機(jī)關(guān)和各個(gè)分析檢測機(jī)構(gòu)對分析測試實(shí)驗(yàn)室的投入力度也逐步加大，儀器設(shè)備市場增長迅速。目前市場上主要有實(shí)驗(yàn)室分析儀和過程分析儀兩大類分析儀器，現(xiàn)就適合于煤氣成分分析的儀器簡單介紹一下。
 常見實(shí)驗(yàn)室分析儀器及過程分析儀器選型指南　　　　一、常用實(shí)驗(yàn)室分析儀器　　　　1.奧氏氣體分析儀　　　　作為一種經(jīng)典的化學(xué)式手動分析器，奧氏氣體分析儀具有價(jià)格便宜、操作方便、維修容易等優(yōu)點(diǎn)，該儀器一直在廣泛應(yīng)用著，常用于煤氣中CO2、O2、CO、H2等的含量測定。其原理是利用吸收法來測定酸性氣體、不飽和烴、氧和一氧化碳，使氫在氧化銅上燃燒，使飽和烴鉑絲上與空氣中的氧燃燒，利用稱重法來測定。該儀器雖然是操作簡單，價(jià)格較便宜，但測定時(shí)精度不是很高，準(zhǔn)確度取決于操作者的熟練程度，且測量數(shù)據(jù)不象LCD那么直觀、清晰?！　　　W氏氣體分析儀在應(yīng)用上存在的不足主要有：　　　　1）梳形管容積對分析結(jié)果有影響；　　　　2）不能分析出Ar，不適宜用奧氏儀分析循環(huán)氣，應(yīng)逐步采用氣相色譜儀；　　　　3）奧氏儀進(jìn)行動火分析測定時(shí)間長，有時(shí)存在一定誤差，還必須注意化學(xué)反應(yīng)的完全程度，否則讀數(shù)不準(zhǔn)誤導(dǎo)生產(chǎn)?！　　　?.微量硫分析儀　　　　隨著常溫精脫硫新工藝的應(yīng)用，象氮肥廠就很有必要配備微量硫分析儀，以確保聯(lián)醇催化劑、氨合成催化劑的安全，為生產(chǎn)樣氣中各種微量形態(tài)硫的定性和定量檢測提供了方便快捷的檢測手段。　　　　3.可燃?xì)怏w測爆儀　　　　用奧氏儀進(jìn)行動火分析測定時(shí)間長，有時(shí)存在一定誤差，因此建議選用可燃?xì)怏w測爆儀?！　　　?.工業(yè)氣相色譜儀　　　　工業(yè)氣相色譜在煤氣分析中應(yīng)用最多，氣體組分按H2、N2、CO和CO2的順序依次被測定。此外該技術(shù)還可用于轉(zhuǎn)爐爐氣和燒結(jié)廢氣中此類組分的分析。近年來色譜分析儀得到推廣，但是色譜分析儀需要對氣體進(jìn)行分離后再檢測，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線。除了國內(nèi)少數(shù)高爐仍采用該方法之外，工業(yè)氣相色譜儀逐漸被質(zhì)譜儀或紅外分析系統(tǒng)代替?！　　　?.工業(yè)氣體質(zhì)譜儀　　　　質(zhì)譜儀以物質(zhì)離子的質(zhì)荷比作為判據(jù)進(jìn)行定性和定量分析。氣體質(zhì)譜儀通常采用電子轟擊方式離子化，所有物質(zhì)都有特征的解離方式。質(zhì)譜儀的特點(diǎn)是分析速度極快、可同時(shí)分析的組分多，而且分析的精度很高。但質(zhì)譜儀多成分和高速度的分析性能在高爐、燒結(jié)等工段應(yīng)用的優(yōu)勢并不明顯，也需要對氣體進(jìn)行分離后再檢測，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線分析，儀器成本又很高。目前高精度的質(zhì)譜儀主要還是依靠進(jìn)口，其維修零備件也都要從國外進(jìn)口，國內(nèi)代理商響應(yīng)大多緩慢，這對系統(tǒng)的投用率影響很大。還有，國內(nèi)運(yùn)行環(huán)境與國外有差異，儀器故障率也很高，維護(hù)相當(dāng)頻繁，維護(hù)費(fèi)用也大。　　　　6.其它　　　　其它常用的還有電導(dǎo)儀、酸度計(jì)、分光光度計(jì)、含水測定儀等?！　　　《?、常用過程分析儀器　　　　1.微量氣體分析儀　　　　精煉氣中微量(CO+ CO2)的測定是氮肥廠比較重要的分析項(xiàng)目，由于含量低(CO+CO2≤25×10-6)，有些場合氣體含量甚至是ppb級的低含量，用手工方法難以測出其組分?！　　　?.熱導(dǎo)式分析儀　　　　熱導(dǎo)式分析儀是出現(xiàn)最早、種類較多且應(yīng)用較廣的一類在線分析儀，常用來自動測定混合氣中H2、Ar、SO2等多種氣體的體積分?jǐn)?shù)?！　　　?.氧分析儀　　　　煤氣中氧含量的在線分析常采用電化學(xué)式或者熱磁式氧分析儀，其靈敏度高，還可設(shè)置報(bào)警裝置，維修更換方便?！　　　?.常量紅外線氣體分析儀　　　　常量紅外線煤氣分析儀常用來連續(xù)測定各種混合氣體中的CO、CO2、NH3、CH、H2、O2等含量，是在線分析儀中比較重要的一類。非分光紅外（NDIR）氣體分析儀作為一種快速、準(zhǔn)確的氣體分析技術(shù)，特別在連續(xù)污染物監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）以及機(jī)動車尾氣檢測應(yīng)用中十分普遍。國內(nèi)NDIR氣體分析儀的主要廠家大都采用國際上八十年代初的紅外氣體分析方法，如采用鎳锘絲作為紅外光源、采用電機(jī)機(jī)械調(diào)制紅外光、采用薄膜電容微音器或InSb等作為傳感器等。由于采用電機(jī)機(jī)械調(diào)制，儀器功耗大，且穩(wěn)定性差，儀器造價(jià)也很高。同時(shí)采用薄膜電容微音器作為傳感使得儀器對震動十分敏感，因此不適合便攜測量。隨著紅外光源、傳感器及電子技術(shù)的發(fā)展，NDIR紅外氣體傳感器在國內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。主要表現(xiàn)在無機(jī)械調(diào)制裝置，采用新型紅外傳感器及電調(diào)制光源，在儀器電路上采用了低功耗嵌入式系統(tǒng)，使得儀器在體積、功耗、性能、價(jià)格上具有以往儀器無法比擬的優(yōu)勢?！　　　∪绗F(xiàn)在市面上的煤氣分析儀Gasboard-3100（在線型），采用國際領(lǐng)先的非分光紅外氣體分析技術(shù)，長壽命電化學(xué)傳感技術(shù)，及基于MEMS的熱導(dǎo)技術(shù)，可同時(shí)在線測量煤氣、生物燃?xì)獾臒嶂?，以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體的體積濃度。　　　　該儀器廣泛應(yīng)用于煤氣工業(yè)過程氣體中多組分氣體體積濃度的測量，如氮肥廠、鋼鐵公司、煤氣廠等煤氣、半水煤氣、變換氣、原料氣等。通過對測量氣體參數(shù)變化情況的分析，以掌握這些成分的變化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)全程動態(tài)的監(jiān)測?！　　　?ldquo;分析技術(shù)儀器化，分析儀器自動化”是主導(dǎo)發(fā)展方向。分析方法和技術(shù)是分析儀器的導(dǎo)向，定型的分析測試方法都需要轉(zhuǎn)化為儀器裝置。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對分析的質(zhì)量和性能要求也在不斷提高，實(shí)驗(yàn)室分析儀已經(jīng)不能適應(yīng)連續(xù)自動化的生產(chǎn)監(jiān)測和控制。分析儀器自動化除了要利用當(dāng)前發(fā)展的電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)以外，還會要綜合地利用正在熱門化的嵌入式智能化平臺技術(shù)、超微精密加工技術(shù)。過程分析儀正逐漸在我國中、小型企業(yè)普及，實(shí)時(shí)為企業(yè)生產(chǎn)提供動態(tài)控制和監(jiān)測?！　　　【庉孅c(diǎn)評　　　　隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的支持、下游行業(yè)需求的增加、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，樣品前處理及其他實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備市場容量和空間會進(jìn)一步加大。未來，行業(yè)會迎來新一輪的增長。而如何做到正確、合理的選擇檢驗(yàn)儀器是一門很深的學(xué)問，本文意在拋磚引玉，引起同道的關(guān)注。