小氮肥企业气体分析仪的应用分析

整个小氮肥的生产就是气体流动和反应的过程。气体分析在有些小氮肥企业中不被重视，近年来生产管理逐步采用计算机控制，如果没有准确的成分分析结果，计算机就无法按照准确的输入进行生产控制。因此重视和研究小氮肥中的气体分析非常重要。

    小氮肥企业气体分析主要有以下几种方法。

    1奥氏分析仪法

    奥氏气体分仪是一种经典的化学式手动分析器，操作方便，维修容易。使用的注意事项在《小氮肥厂生产分析规程》（化学工业出版社1996年9月第一版）中讨论的较为详细。

    1.1半水煤气（变换气）分析

    半水煤气成分较为复杂，CO含量高，如采用CO吸收法，对药品需用量大，同时操作复杂。如采用三元爆炸法，半水煤气中的CH4体积分析不出。比较可行的方法是两者结合进行，正常分析采用三元爆炸法，定期吸收CO以校对半水煤气与变换气中的CH4含量。变换气中CO含量低，可全部采用CO吸收，H2、CH4二元爆炸法测定气体成分。

    生产正常时，可以变换气的CH4含量来判断半水煤气中的CH4含量。

请参考快速煤气分析仪

    1.2净化气（尿素原料气）分析

    净化气主要检验气体的净化度，尿素原料气分析CO2纯度及O2含量的加入量。因此，此二处的检验只测CO2和O2含量，按操作规程吸收法可测得。

专用仪器:pGas200-CO2+O2 综合工业气体分析仪

    1.3精炼气（循环气）分析

    精炼气成分较为简单，除H2和N2外，还有少部分CH4和Ar（惰性气体）。

    （1）因为H2含量高，此处分析应格外注意梳形管容积对分析结果的影响。通过计算可知，在测定H2含量为75%的样气时，梳形管容积每1ml可产生3.8%的误差。在奥氏分析仪的使用注意事项的讨论中，专门提到了容积校正的问题。

    （2）奥氏分析仪不易分析气体中的Ar，Ar的含量影响合成循环气氢氮比的计算。尽管使用《小氮肥厂生产分析规程》中提供的方法可以测出N2的含量，但因仪器准备复杂，操作繁琐，对分析人员要求较高而不易实现。Ar含量可以通过计算精略获得：

    空气中：N2%∶Ar%＝78∶0.94

    工艺气体中的N2、Ar都是从空气中加入的，而且在合成以前，它们都不参加任何反应，所以在精炼气中，这个比例也不会改变。

    精炼气成分：H2、N2、CH4、Ar、微量CO＋CO2（可忽略），其中N2%∶Ar%＝78∶0.94

专用仪器:pBD5GS-H2-R100 高浓度氢气分析仪,

    甲烷化流程的精炼气中CH4含量约为3.0%，H2含量为78.4%，则N2含量为100-CH4-N2-Ar，忽略Ar含量可得出：N2%=100－3.0－78.4＝18.6，此时Ar%＝0.94N2/78×18.6≈0.3。则精炼气中的CH4：Ar=3.0∶0.3=10∶1。进入合成系统以后，CH4、Ar都不参加反应，它们比例将维持10∶1。可以通过此数值及CH4来计算循环气中N2的含量，从而计算氢氮比。

实际生产中因无法估算液氨对N2、H2溶解的影响，此种计算仍存在误差。仍需在生产过程中进行修正。

    铜洗流程中精炼气的甲烷含量偏低，奥氏分析仪不易分析出CH4含量，可以改变精炼气与空气的取样比例（如改为40∶60）来分析，以期得到更准确的结果。

专用仪器:pGas2000-NFGA01 氢气和甲烷浓度分析仪

    1.4安全动火分析

    使用奥氏分析仪进行动火分析，需要在分析仪上加爆炸瓶。使用时应注意两点：

    a）必须注意化学反应的完全程度。正常生产时，常规样气按分析规程操作可以得到正确的结果。动火分析中气体成分波动大，必须有足够的时间、温度、氧气以确保反应完全进行。

    b）每次换取样点取样入燃烧瓶前，需先在爆炸瓶中试爆。以免气体在燃烧时发生爆炸，损坏仪器或造成人身伤害。

    2碘量法分析气体中的H2S

    碘量法分析H2S在国内外比较普遍，使用的吸收液有（CH3COO）2Cd（或CdCl2）、（CH3COO）2Zn。因镉盐有毒，易造成水质污染。除含量较高的H2S使用外，正常情况下应使用乙酸锌。

    碘量法有两个误差来源：一是碘具有挥发性，易损失；二是I－在酸性溶液中易被空气中的O2氧化而析出I2：

    4I－ ＋4H＋O2＝2I2＋2H2O

    因此，用碘量法测定H2S时，应在碘量瓶中进行，并避免阳光照射。为减少I－与空气接触，减少I2的挥发，滴定时不应过度摇动，在接近滴定终点时再加入淀粉，以免淀粉吸附碘。

专用仪器:pGas4160TF3041-S硫化物分析仪,pBD5Gas2610-H2S 微量硫化氢检测仪,

    3循环气氨含量分析

    通常的方法是采用蓝舒仪法。该法需注意的事项除《小氮肥厂生产分析规程》中讨论的外，还应注意准确判断终点，当溶液一半由红色变为黄色即停止通气，上下摇动氨反应管，全部溶液变为黄色时，说明已到终点，如仍为红色，则需继续通入少量气体。同时，该法是通过物质的量来换算体积，应充分考虑温度的影响。

专用仪器:pGas4160TF3041-NH3 氨浓度分析仪,pBD5Gas2610-NH3 氨含量检测仪,

    4微量硫分析

    气体中微量硫分析在生产中非常重要，现在大多采用专门的分析仪器。

专用仪器:pGas4160TF3041-S硫化物分析仪,pBD5Gas2610-H2S 微量硫化氢检测仪,

    5其他气体分析法

    5.1色谱法

    气相色谱仪无疑是化肥生产中最理想的分析仪器，西安聚能仪器的色谱，它应用范围广，分析速度快，结果精确。但设备投资较大，对色谱柱的维护需有较高的水准。同时对环境的要求也限制了对它的使用。

    5.2可燃气体测爆仪

    用奥氏分析仪进行动火分析测定时间长，有时存在一定误差。可使用可燃气体测爆仪测定，与奥氏仪结合使用，以防误报。用测爆仪时除定期检定外，还必须经常用含有检测对象的标准气体对仪器进行标定，并配备相应的样气脱硫剂，以确保仪器正常。应注意保护测爆仪的探头，长时间暴露会导致探头提前老化，影响使用。

5.3各种在线分析仪的应用

    （1）微量（CO＋CO2）分析仪

    精炼气中微量（CO＋CO2）的含量较低（20×10－6），手工方法无法分析。现在大多使用西安聚能仪器JNYQ-I-42型微量CO、CO2自动分析仪。使用该仪器时应注意以下几点。

    ①该仪器通过I2O5转化分析样气中的CO，若样气含有不饱和烃，也可与I2O5作用生成CO2，导致结果偏高，应使用Ag2SO4、HgSO4混合液除去样气中的不饱和烃。

    ②因I2O5转化CO需在特定的温度下进行，所以必须严格控制I2O5的温度，当I2O5温度低于105℃时，其转化率达不到要求，会造成仪器指示值偏低。有时操作工为使该分析数据达标，故意人为降低其转化温度，使微量分析达到指标范围。这将导致氨催化剂的慢性中毒，从而使氨合成率除低。必须严厉禁止。

    ③CO与I2O5反应生成的游离碘，应用硫脲除去。

专用仪器:CO分析仪＋CO2分析仪

    （2）常量红外线气体分析仪

    常量红外线分析仪常用来连续测定各种混合气体中的CO、CO2、NH3、CH4等的含量，是在线分析仪中比较重要的一类。使用红外线分析仪时，样气必须干燥、洁净、没有腐蚀性气体存在，因此常常设置一些化学药品来清除有害杂质，样气预处理装置的设计是否合理，对仪器的使用寿命、测定结果的真实性起着关键性的作用。为了消除预处理中的常见问题，西安聚能仪器有限公司生产的TR系列预处理系统具有很可是的搞腐蚀能力，全封闭结构，安全防爆，对样气预处理容量大，是在线分析系统的发展方面。

    （3）热导式分析仪

    热导式分析仪是出现最早、种类较多且应用较广的一类在线分析仪，常用来自动测混合气中的H2、Ar、SO2等多种气体的体积分数。国产型号有：JNYQ-H-30型、JNYQ-H-31型、JNYQ-H-34EX型等。

热导式气体分析仪,气体浓度检测仪

    （4）氧分析仪

    因静电除焦塔的应用，半水煤气中氧含量的分析显得更加重要。在线分析常采用热磁式氧化分析仪

（5）在线气体分析仪的校准

    在线分析仪采用标准气标定，为确保分析仪器的精度，合理地选择标准气非常重要。应该向有资质的专业配气站订购钢瓶装标准气。如需自己配制，测定标准气含量的仪器的精度必须大于被校分析仪的精度。

    随着分析仪质量和性能的不断提高，在线自动分析仪加上便携式自动分析仪必将会取代现在许多繁琐的手动分析。现代仪器的发展，在操作、维护简便上，在配套性上加大发展，必将使分析化验人员从原始的手工劳动中解放出来。