微量水份分析仪在氯气含水测量中的应用

　　1　引言

　　氯气中水份的含量是氯气干燥工段生产效果的关键指标,由于真正干燥的氯气对碳钢和不锈钢没有腐蚀性。因此,它一方面决定了后续对氯气输送设备材质的选择,可以降低要求;另一方面也决定了干燥后氯气对诸如透平压缩机、管路和仪表等的腐蚀程度。氯碱厂干燥后氯气中水份含量变化范围很小,要求40ppm以下水份的在线测量一直是一个难题,锦化在8万吨离子膜装置中采用了美国AMETEK公司生产的304型微量水份分析仪,成功地解决了这一问题,取得了良好的效果。

　　2　仪表原理

　　该仪器的主要部分是一个特殊的电解池,其结构见图1。池壁上绕有平行的螺旋形铂丝作为电极,铂丝间涂有水化的五氧化二磷薄膜,五氧化二磷有很强的吸水性,当氯气定流量地通过电解池时,其中水份全部被吸收,产生磷酸溶液,反应式如下:

　　与此同时,在两铂丝间加上直流电压,即产生电解反应,分解出氧和氢,五氧化二磷还原,反应式如下:

　　由法拉第电解定律知:电解1摩尔当量物质所需电量为96500库仑,这也是电解9.01克水所需的电量,由此可见,铂丝电极间的电解电流是定量氯气中水份含量的线性函数。

　　3　仪表结构及关键性能指标

　　该仪表由测量单元和信号处理显示单元两部分组成。

　　3·1　测量单元

　　测量系统流程图见图2。样气从入口导入,经7μm过滤器、压力调节阀后分成两路,一路经过电解池,采样流量计后导出;另一路直接经过旁路流量计导出,该单元在安装时应注意下列事项:

　　(1)选择合适的采样点,以便保持良好的压力控制,因为良好的温度、压力控制是保证定流量样气的关键。样气温度不能超过40℃,入口压力要大于70kPa.

　　(2)采样管路不能使用非金属材料,否则会吸收氯气中的水分或解析进水份,推荐使用蒙纳尔合金管线。

　　(3)取样回路要尽量短,为了优先响应时间,旁路流量要尽量大。

　　(4)采样回路的杂质,酸雾要尽量去除,否则过滤器和电解池很快就被污染。

　　(5)校验与安装之间,要尽可能保持电解池干燥,否则会大大延长该仪表的稳定时间。

　　3·2　信号处理显示单元

　　信号处理显示单元的面板布置见图3。

　　其中:1为Display Light(显示灯键)在照度不足情况下帮助观察液晶显示数值;2为+0~10ppm(量程选择键)兼做参数设定值增加键;3为-0~100ppm(量程选择键)兼做参数设定值减少键;4为0~1000ppm(量程选择键);5为0~2000ppm(量程选择键);6为Alarm(报警设定键)指示报警信号输入;7为Standby(Ofset)(暂停显示键)起节电作用,同时兼做零点偏差设定键;8为ElecTest(Gain)(电路测试键)指示电路板供电情况,兼做增益值设定键;9为Cell Test(电解池测试键)指示电解池供电情况及正常与否;10为Pow-er(电源开关键)启动仪表。