溶解氧对氧分析仪测量精度的影响及消除方法

　　上海宝钢化工有限公司在焦炉煤气主管道上共装有2台氧分析仪,负责监控煤气中的氧气含量,保证煤气中的氧气含量小于1VOL%,对公司的安全生产起到重要作用。

　　1　溶解氧对湿式氧分析仪精度的影响

　　我公司2台氧分析仪的预处理系统均采用湿洗法去除煤气中的氨、萘以及焦油等杂质。原理图如图1所示。煤气通过蒸汽喷射泵吸引,与纯水进行充分混合,去除氨、萘以及焦油等杂质后的煤气进入分析仪测量。但是,在蒸汽与水进行混合时,水温上升,氧气溶解度下降,水中的部分溶解氧进入煤气样气中,对氧气分析仪的精度造成影响。针对这一现象,我们做了以下实验:

　　①用纯N2标定零点(0.00%),用N2+ O2(1.98VOL%)标定量程(1.98%);

　　②按照如下步骤进行实验[入口通标准样气N2+O2(1.98VOL%)]。

　　实验结果列于表1。

　　从实验结果可以看出,由于进出混合器的纯水被样气管中的蒸汽加热,氧在水中的溶解度随水温的升高而减小,部分溶解氧从水中溢出。通过实验观察,从纯水中溢出的溶解氧对样气的污染超过0.14VOL%,平均为0.19VOL%。现煤气中氧气含量一般为0.2%~0.4%,故现有湿式采样系统引入误差可达到有效测量值的50%以上。必需想办法减小影响以致消除。

　　2　影响进入仪表测量室溢出氧体积流量的因素

　　分析图1所示的仪表系统结构,可知影响进入仪表测量室溢出氧体积流量的因素如下:

　　①混合器进口水温;

　　②混合器进口水流量;

　　③混合器进口水的氧饱和度;

　　④蒸汽热焓;

　　⑤蒸汽流量即蒸汽凝结成的水流量;

　　⑥样气流量;

　　⑦混合器内压力。

　　3　减小溶解氧对湿式氧分析仪精度影响的方法

　　查表可得氧在水中的溶解度,如图2所示。

　　观察图2可以发现,氧气在水中的溶解度随水温的上升而减小,并且其减小幅度随温度的上升而减小,即氧气在水中的溶解度的变化率随水温的上升而逐渐减小。

　　分析水中的溶解氧对仪表精度影响的原理为:煤气总管中的煤气样气被蒸汽喷射泵中的蒸汽带入混合器中与纯水混合,氨、萘以及焦油等杂质被纯水冷凝洗去,蒸汽凝结成水与氨、萘以及焦油等杂质一起被排出混合器,同时进入混合器的纯水被样气管中的蒸汽加热,水的氧溶解度下降,部分氧气溢出与煤气样气混合后进入仪表测量室,给仪表的测量带来误差。

　　为最大限度地减小溶解氧对湿式氧分析仪精度的影响,在实际改造中可有如下方法对现有氧分析仪进行改进:

　　①稳定纯水压力,即稳定纯水流量。在实际操作中可在进水口前上方增加一个中间水槽,保持液位稳定,即水压基本恒定。