摘要：河南煤(mei)業化(hua)(hua)工(gong)集團(tuan)中(zhong)(zhong)(zhong)原大化(hua)(hua)公司煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)50萬噸(dun)甲(jia)醇(chun)項目(mu)，甲(jia)醇(chun)裝置中(zhong)(zhong)(zhong)05單元低(di)溫甲(jia)醇(chun)洗用(yong)(yong)了一臺硫(liu)化(hua)(hua)氫分(fen)析儀，是(shi)Galvanic公司生(sheng)產的(de)(de)902型硫(liu)化(hua)(hua)氫分(fen)析儀，它是(shi)用(yong)(yong)醋酸鉛紙(zhi)帶法(fa)測量(liang)硫(liu)化(hua)(hua)氫含量(liang)的(de)(de)在(zai)線分(fen)析儀表。在(zai)線分(fen)析氣體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)H2S含量(liang)，指導工(gong)藝操作；防止(zhi)H2S泄露(lu)超標（H2S有劇毒，職(zhi)業中(zhong)(zhong)(zhong)毒限值為10ppmv）。用(yong)(yong)于降低(di)生(sheng)產過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)風險(xian)，從而起到(dao)安全保護作用(yong)(yong)。

1、概述

    河(he)南煤業(ye)化工(gong)(gong)集團中(zhong)原(yuan)(yuan)大(da)化公司煤化工(gong)(gong)甲(jia)(jia)醇(chun)裝置中(zhong)，合(he)(he)成氣(qi)(qi)凈化與(yu)甲(jia)(jia)醇(chun)合(he)(he)成單元，分(fen)別采用(yong)了(le)德國魯奇(qi)公司低(di)(di)溫(wen)甲(jia)(jia)醇(chun)洗和丹麥托(tuo)普(pu)索合(he)(he)成工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的技(ji)術，均是目(mu)前(qian)世界上(shang)先(xian)進的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術，具(ju)有(you)自動(dong)化程(cheng)度高、能(neng)耗低(di)(di)等特點。低(di)(di)溫(wen)濕洗原(yuan)(yuan)理是以拉烏爾定(ding)律(lv)和亨利(li)定(ding)律(lv)為(wei)基礎，依據(ju)低(di)(di)溫(wen)狀態下的甲(jia)(jia)醇(chun)具(ju)有(you)對H2S和CO2等酸性氣(qi)(qi)體(ti)的溶解(jie)吸收(shou)性大(da)、而(er)對H2和CO溶解(jie)吸收(shou)性小的特點，選擇性地脫(tuo)除變(bian)換(huan)氣(qi)(qi)中(zhong)的H2S和CO2等酸性氣(qi)(qi)體(ti)，從(cong)(cong)而(er)達到(dao)凈化變(bian)換(huan)氣(qi)(qi)的目(mu)的。05單元低(di)(di)溫(wen)甲(jia)(jia)醇(chun)選用(yong)了(le)一(yi)臺Galvanic公司生產的902型硫化氫(qing)分(fen)析儀，它(ta)采用(yong)醋(cu)酸鉛(qian)紙帶(dai)法測量(liang)(liang)硫化氫(qing)含(han)量(liang)(liang)，用(yong)于(yu)在線分(fen)析氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)H2S含(han)量(liang)(liang)，指導工(gong)(gong)藝(yi)(yi)操作；防止(zhi)H2S泄露超標(biao)（H2S有(you)劇毒，職業(ye)中(zhong)毒限值為(wei)10ppmv）。從(cong)(cong)而(er)降低(di)(di)生產過程(cheng)的風險，起到(dao)安全保(bao)護(hu)作用(yong)。

2、硫化氫分析儀測量原理及組成

2.1硫化氫分析儀測量原理

    當恒(heng)定流量的氣(qi)體(ti)樣品從浸有(you)醋酸(suan)鉛的紙帶(dai)上流過時，樣氣(qi)中的硫化氫(qing)與醋酸(suan)鉛發生化學反(fan)應生成硫化鉛褐色斑(ban)點，反(fan)應式如下：　H2S+Pb（CH3COO）2→PbS+CH3COOH。

    反應速(su)(su)率即紙(zhi)帶(dai)顏色變暗(an)的速(su)(su)率與樣(yang)氣中硫(liu)化(hua)氫(qing)濃度(du)成正(zheng)比(bi)，利用光點檢測(ce)系統測(ce)得(de)紙(zhi)帶(dai)變暗(an)的平均速(su)(su)率，即可得(de)知硫(liu)化(hua)氫(qing)含量。硫(liu)化(hua)氫(qing)分析儀(yi)每(mei)隔一段時(shi)(shi)間移動紙(zhi)帶(dai)，以便進行連續測(ce)量，新鮮紙(zhi)帶(dai)暴(bao)露在樣(yang)氣中的這段時(shi)(shi)間稱為測(ce)量分析周期時(shi)(shi)間（一般為3min左(zuo)右(you)）。

2.2硫化氫分析儀的組成

    該硫化氫分(fen)析儀由樣氣處(chu)理系(xi)統(tong)、走紙系(xi)統(tong)、光(guang)電(dian)檢測系(xi)統(tong)、數據處(chu)理系(xi)統(tong)等四部分(fen)組成。

① 樣品處理系統：由過濾(lv)器(qi)、減壓(ya)閥(fa)、流(liu)(liu)量(liang)計、增濕(shi)器(qi)組(zu)成。旁(pang)路過濾(lv)器(qi)用于(yu)除塵和加快樣(yang)(yang)氣(qi)流(liu)(liu)動速度以(yi)減小分析(xi)滯(zhi)后時間。減壓(ya)閥(fa)用于(yu)控制(zhi)出口表壓(ya)在1.05×105Pa（15psig）。帶針閥(fa)的轉子流(liu)(liu)量(liang)計或臨界孔(kong)板用于(yu)控制(zhi)樣(yang)(yang)氣(qi)流(liu)(liu)量(liang)，樣(yang)(yang)氣(qi)流(liu)(liu)量(liang)控制(zhi)在100mL/min。增濕(shi)器(qi)用醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)使樣(yang)(yang)氣(qi)加濕(shi)，增濕(shi)器(qi)通常采用鼓泡器(qi)，樣(yang)(yang)氣(qi)經醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中鼓泡而增濕(shi)。也可采用滲(shen)(shen)透管(guan)結構，醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)滲(shen)(shen)透入管(guan)內對樣(yang)(yang)氣(qi)加濕(shi)。醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)是冰醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)（CH3COOH）加蒸餾水(shui)后制(zhi)成的5%冰醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)。

② 走紙系統：由紙(zhi)(zhi)帶密(mi)封(feng)盒、醋酸鉛(qian)紙(zhi)(zhi)帶、導紙(zhi)(zhi)輪、卷紙(zhi)(zhi)馬達和壓紙(zhi)(zhi)器組成。紙(zhi)(zhi)帶事先用5%醋酸鉛(qian)溶液(ye)浸泡，并(bing)在無(wu)H2S條件下干燥。

③ 光電檢測系統：由樣氣室和光(guang)電(dian)檢測器組成。樣氣經孔(kong)隙板上的(de)孔(kong)隙與紙(zhi)帶(dai)接觸。光(guang)電(dian)檢測器采用紅色(se)發(fa)光(guang)二極(ji)管作(zuo)為光(guang)源來照射紙(zhi)帶(dai)，光(guang)探頭是一個硅(gui)光(guang)敏(min)二極(ji)管，可將紙(zhi)帶(dai)的(de)明(ming)暗程度轉化成電(dian)信號(hao)，此(ci)電(dian)信號(hao)經過(guo)傳感器放(fang)大電(dian)路放(fang)大成0~25mV信號(hao)。

④ 數據(ju)處理系統：由微處理器(qi)、數字顯(xian)示器(qi)、打印機等組成。

3、系統軟件

    硫(liu)化氫/總硫(liu)在(zai)(zai)線分析儀(yi)(yi)提(ti)供一套完(wan)整的(de)軟(ruan)(ruan)件分析系(xi)(xi)統(tong)，它是在(zai)(zai)Windows操作(zuo)系(xi)(xi)統(tong)下安裝(zhuang)配(pei)套的(de)軟(ruan)(ruan)件。經(jing)I/O接口與(yu)計算機相連，軟(ruan)(ruan)件會自動(dong)尋(xun)找(zhao)I/O接口中的(de)新設(she)(she)備。當(dang)SF軟(ruan)(ruan)件安裝(zhuang)成功(gong)后，用戶(hu)就可(ke)以輕松的(de)通過該(gai)軟(ruan)(ruan)件來設(she)(she)置(zhi)分析儀(yi)(yi)內(nei)部的(de)各種系(xi)(xi)統(tong)參(can)數，包(bao)括設(she)(she)置(zhi)硫(liu)化氫報(bao)警點，分析儀(yi)(yi)自動(dong)標定(ding)方式(shi)，LCD屏幕(mu)顯示內(nei)容(rong)，取樣時間(jian)，故障(zhang)分析等。

4、實例分析

    醋酸鉛紙帶法H2S分析(xi)儀在一個測量分析(xi)周期時(shi)間（cycle time）內光(guang)電檢(jian)測系統輸(shu)出信號的(de)波形，其(qi)分析(xi)過程(cheng)如下。

A—B段：電機運轉，驅動(dong)紙(zhi)帶進紙(zhi)1/4英(ying)寸。

B—C段(duan)：采樣(yang)延(yan)遲時(shi)(shi)間(jian)（sampledelay），約l40s。在該時(shi)(shi)間(jian)段(duan)，參加反應的(de)紙帶開始慢慢變黑，反應曲線呈現輕微的(de)非線性(xing)關系(xi)。分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)測得紙帶變暗過程呈非線性(xing)關系(xi)，認(ren)為測量(liang)(liang)結(jie)果(guo)(guo)(guo)不夠(gou)精確(que)，因(yin)此無需更新顯示(shi)結(jie)果(guo)(guo)(guo)和分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)輸出。但該測量(liang)(liang)結(jie)果(guo)(guo)(guo)仍可(ke)用于精確(que)地預測樣(yang)氣濃(nong)度(du)是否超過報(bao)警(jing)限。因(yin)此，在該時(shi)(shi)間(jian)段(duan)，每隔4s，分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)計算(suan)出該時(shi)(shi)間(jian)段(duan)樣(yang)氣濃(nong)度(du)的(de)平(ping)均(jun)變化(hua)率和對應的(de)硫化(hua)氫含量(liang)(liang)。如果(guo)(guo)(guo)含量(liang)(liang)超過報(bao)警(jing)限，分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)將報(bao)警(jing)。報(bao)警(jing)時(shi)(shi)，分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)只(zhi)顯示(shi)測量(liang)(liang)到(dao)的(de)最高實時(shi)(shi)數據。分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)將一直(zhi)處于預報(bao)警(jing)分(fen)(fen)析(xi)狀態(tai)，直(zhi)到(dao)硫化(hua)氫含量(liang)(liang)低(di)于報(bao)警(jing)限。

C—D段：采樣時(shi)間（sampleinterval），30s。紙(zhi)帶變黑(hei)速率(lv)在(zai)tl到t2時(shi)間段內(nei)呈現線(xian)性關(guan)系(xi)。分析儀(yi)計算(suan)線(xian)性關(guan)系(xi)開(kai)始時(shi)刻(ke)tl處和采樣時(shi)間結束時(shi)刻(ke)t2處的紙(zhi)帶黑(hei)度(du)讀數(shu)。系(xi)統軟(ruan)件根據兩個(ge)時(shi)間點(dian)的數(shu)據計算(suan)出(chu)紙(zhi)帶變黑(hei)的速率(lv)，并(bing)換算(suan)成硫化(hua)氫濃(nong)度(du)。

D—E段：分析(xi)儀將(jiang)紙(zhi)(zhi)帶卷動(dong)進紙(zhi)(zhi)，新的一個測量分析(xi)周期重新開始(shi)。

5、安裝要求

該分(fen)析儀的安裝要求如下。

① 分析儀應安裝在沒(mei)有振(zhen)動、壓(ya)力和(he)溫度波動小的地方。

② 應(ying)(ying)盡量縮(suo)短從分析儀(yi)伸出的(de)排放管長度，不(bu)應(ying)(ying)有直(zhi)角拐彎(wan)。管道應(ying)(ying)有坡度下(xia)傾放置。

③ 分析(xi)儀(yi)安(an)裝(zhuang)在機(ji)柜時，應留有(you)一定空間，左側(ce)應留有(you)約15 英寸(cun)的(de)(de)空間，用于打開面(mian)板安(an)裝(zhuang)類型的(de)(de)紙(zhi)帶防(fang)塵蓋(gai)。并應留有(you)6 英寸(cun)的(de)(de)空間，用于排放管(guan)的(de)(de)連結。

④ 分(fen)析儀采用防爆(bao)外殼(ke)設計和(he)防爆(bao)安(an)全(quan)隔離電(dian)路。因(yin)此，在(zai)未切斷電(dian)源(yuan)以(yi)前，不允許打開機蓋。

⑤ 如果沒(mei)有為(wei)分析儀配置樣氣系統，用戶須(xu)提供能(neng)將壓力調節為(wei)10-20psig 的干凈氣體裝(zhuang)置。

6、故障分析及處理方法

6.1 紙帶斑塊形狀不成形，造成讀數不穩定。

原因：（1）紙帶(dai)壓緊塊(kuai)安裝不正確；（2）紙帶(dai)安裝不正確

處理方法：（1）確保紙(zhi)帶(dai)壓緊塊壓在(zai)紙(zhi)帶(dai)上；（2）取下紙(zhi)帶(dai)，重新安裝。

6.2 紙帶斑點深淺不均勻，如上部或下部顏色更深，造成顏色不穩定。

原因：紙帶壓緊(jin)塊(kuai)安裝不正確(que)。

處理(li)辦法：松開(kai)紙帶壓(ya)(ya)緊塊(kuai)的(de)鎖緊螺(luo)釘，調(diao)整紙帶壓(ya)(ya)緊塊(kuai)，使紙帶壓(ya)(ya)緊塊(kuai)用力(li)均勻，平(ping)穩地壓(ya)(ya)在紙帶上。

6.3 紙帶斑點正常，讀數仍然不穩定。

原因(yin)：（1）傳感器失效；（2）電纜與傳感器的連接松動；（3）氣流從排放(fang)(fang)管(guan)流入分(fen)析(xi)儀；（4）濕(shi)度過高(gao)，造成排放(fang)(fang)管(guan)結冰(bing)；

處理方法：（1）更換傳(chuan)感器；（2）壓(ya)下電纜接頭，使連接緊密可(ke)靠；（3）檢查帶壓(ya)排放(fang)(fang)管是否(fou)工作正常；（4）確保排放(fang)(fang)管向下傾斜。

6.4 紙帶斑點重疊。

原(yuan)因：（1）受紙輪松動；（2）斑塊顏(yan)色過淺(qian)；（3）步進(jin)電機工作不(bu)正常(chang)。

處理(li)辦法：（1）擰緊受紙輪的制(zhi)動(dong)螺釘；（2）增(zeng)大空隙板的空隙尺寸；（3）更換電機。

6.5 紙帶斑塊間距不均勻

原因：聯軸器松動。

處理方法(fa)：擰緊(jin)聯軸器(qi)的(de)制動螺(luo)釘。

6.6 采用已知濃度的標準氣進行標定時，紙帶斑塊顏色比正常情況變淺很多

原(yuan)因：孔隙板的孔隙堵塞或不暢通。

處理(li)方法：檢查并清洗(xi)孔隙(xi)(xi)板孔隙(xi)(xi)。

6.7 紙帶斑塊顏色過深

原因：孔隙板孔隙尺寸(cun)過大。

處理(li)方法：更換安(an)裝尺寸較小的(de)孔(kong)隙板。

6.8 紙帶斑塊顏色過淺

原(yuan)因：孔(kong)隙板孔(kong)隙尺寸(cun)過(guo)小(xiao)。

處理方法：更(geng)換(huan)安裝尺寸(cun)較(jiao)大(da)的(de)孔隙板(ban)。

6.9 總是存在無紙傳感器產生的報警

原因：（1）無紙傳感器(qi)失(shi)效；（2）安全隔離(li)器(qi)失(shi)效。

處理方法：（1）檢查無紙傳感器(qi)；（2）更換(huan)安(an)全隔離器(qi)。

6.10 4～20mA電流輸出與顯示值不一致

原因：量程設置(zhi)不正確。

處理(li)方法：確認正確的量程設置。

6.11 毫伏（mV）讀數隨時間向上移動

原因：孔(kong)隙板孔(kong)隙和(he)樣氣室內有塵(chen)埃堆積。

處(chu)理(li)方法：清理(li)孔隙板孔隙和樣氣室(shi)。

6.12 顯示屏顯示失真或無顯示

原因：存(cun)儲器（RAM）的數據(ju)出錯。

處理方(fang)法：將分(fen)析儀冷啟動(dong)。

6.13 指示誤差大

原因：增益沒調準。

處理方法：接上(shang)標準氣，反(fan)復調整增益，使表的指示(shi)與標準氣一致。

6.14 特殊情況，因我廠開車時，空氣中布滿硫化氫，致使整卷的紙帶在紙盒中顏色都變深，導致測量值偏大，整卷紙帶無法使用。

處理辦(ban)法：（1）凈化(hua)空氣(qi)，消除污染源；（2）對表進(jin)行改造，用純凈的(de)壓縮氣(qi)一(yi)直吹掃(sao)紙(zhi)(zhi)帶(dai)盒(he)，使紙(zhi)(zhi)帶(dai)盒(he)內氣(qi)壓略(lve)大于(yu)大氣(qi)壓，防(fang)止帶(dai)硫化(hua)氫的(de)不潔空氣(qi)進(jin)入紙(zhi)(zhi)帶(dai)盒(he)。

7、日常維護

分析(xi)儀表的正常穩定(ding)運行與日(ri)常維(wei)(wei)護(hu)密切相關(guan)，主要的日(ri)常維(wei)(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)如下。

① 檢查(cha)樣(yang)氣壓力和(he)流量(liang)是否在設定值，檢查(cha)過濾器濾芯，定期清洗或更換濾芯。

② 檢查紙帶(dai)是否(fou)快用完。紙帶(dai)大約每(mei)月更換(huan)一(yi)次。這與硫化氫濃度和需(xu)要響應時間有關(guan)。

③ 檢查(cha)紙帶傳送機構是否工作正常(chang)。

④ 檢(jian)查增濕(shi)器里(li)醋酸(suan)溶液的(de)液位(wei)，液位(wei)應(ying)該(gai)位(wei)于或接近紅線位(wei)置。

⑤ 檢查(cha)樣氣(qi)室是否有贓物和液(ye)體覆蓋。如果必(bi)要應(ying)清潔樣氣(qi)室。

⑥ 檢查紙(zhi)帶(dai)上的斑塊(kuai)(kuai)。確保斑塊(kuai)(kuai)位(wei)于(yu)紙(zhi)帶(dai)中央，而且邊(bian)緣清晰(xi)。如果(guo)邊(bian)緣斑塊(kuai)(kuai)模(mo)糊，需要(yao)調整(zheng)壓緊塊(kuai)(kuai)，是紙(zhi)帶(dai)和樣氣室(shi)之間(jian)的密封(feng)良好，這樣才會使(shi)斑塊(kuai)(kuai)邊(bian)緣輪廓清晰(xi)。

8、結束語

    自從05單元(yuan)低(di)溫(wen)甲醇洗用(yong)(yong)硫化氫分(fen)析儀用(yong)(yong)于(yu)在線分(fen)析氣體中H2S含量以來，它對于(yu)指導工藝操作、防止H2S泄露(lu)超標、降低(di)生產(chan)過程的風險，起到了安全保護作用(yong)(yong)。