取樣系統(tǒng)是工廠(chǎng)中最復(fù)雜的系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)擁有眾多部件和工藝,必須協(xié)同工作才能生成工藝流狀況的分析讀數(shù)。該讀數(shù)必須準(zhǔn)確而及時(shí),因?yàn)閷⑹褂眠@一重要結(jié)果實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)的控制目標(biāo)。然而,工廠(chǎng)的工程師和技術(shù)人員都清楚取樣系統(tǒng)可能極為挑剔。系統(tǒng)的每個(gè)因素都有可能影響工藝分析儀的準(zhǔn)確性。為了幫助您的團(tuán)隊(duì)提高分析儀的可靠性,世偉洛克現(xiàn)場(chǎng)工程師總結(jié)了影響系統(tǒng)準(zhǔn)確性的八大常見(jiàn)挑戰(zhàn)。
取樣系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)失誤會(huì)影響以下因素,從而威脅樣品的完整性:
選擇取樣口位置可能是一個(gè)細(xì)微差別的決定。一個(gè)目標(biāo)是避免延時(shí)。如果取樣口位于工藝管路的低流量段,則需要較長(zhǎng)時(shí)間才能在分析結(jié)果中顯示工藝化學(xué)品的任何變化?;旌先莘e(例如塔底、罐或桶)也是延遲的主要原因。此外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇充分混合樣品的位置,例如泵排出口、流動(dòng)孔口或管道彎頭的紊流的下游。
當(dāng)使用探頭提取樣品時(shí),理想情況下探頭長(zhǎng)度應(yīng)伸至工藝管路的中間三分之一處,以便您提取有代表性的樣品。您還可以在工藝管路中心附近獲取更及時(shí)的結(jié)果,因?yàn)榇颂幍牧魉俑臁H欢?,您?yīng)該始終計(jì)算最大允許長(zhǎng)度,以確保探頭不會(huì)受到共振的影響。有時(shí)僅需將15%的探頭插入管路直徑即可。探頭不得超出必要的寬度,因?yàn)榇笕莘e會(huì)導(dǎo)致延時(shí)。如果僅使用噴嘴而不使用探頭,系統(tǒng)可能具有更大的容積,從而導(dǎo)致顯著的延遲。
對(duì)于氣體樣品,系統(tǒng)設(shè)計(jì)者希望盡可能降低壓力(如果您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許,則降至 10-15 psig 甚至 5 psig)。由于分子密集堆積,高壓氣體移動(dòng)得更為緩慢,從而導(dǎo)致延時(shí)。此外,低壓降低了應(yīng)避免的冷凝風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樗c多種氣體工藝分析儀不兼容并且有損于樣品的代表性。保持低壓的另一個(gè)原因是為了確保操作人員和技術(shù)人員的安全。
現(xiàn)場(chǎng)工作站的調(diào)壓閥可降低樣品中的壓力,從而使樣品更快地流向分析儀。
汽化液體樣品時(shí),您的取樣系統(tǒng)可能在汽化調(diào)壓閥的上游需要一個(gè)快速回路或旁路。否則,液體樣品可能流動(dòng)過(guò)慢,從而導(dǎo)致時(shí)間延時(shí),因?yàn)樯倭恳后w就會(huì)產(chǎn)生大量氣體。如果沒(méi)有快速回路,調(diào)壓閥上游可能會(huì)有超過(guò) 100 mL 的緩慢移動(dòng)的液體量,這可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)小時(shí)的延時(shí)。
由于死區(qū)會(huì)儲(chǔ)存舊樣品分子并將其緩慢融入新樣品中,因此會(huì)影響樣品的代表性。除非所有孔口都在流動(dòng),否則樣品管路中的任何三通或四通都是死區(qū)。其中一些示例包括壓力表或開(kāi)關(guān)、泄壓閥或?qū)嶒?yàn)室取樣點(diǎn)。當(dāng)您從高濃度流切換為低濃度流時(shí),死區(qū)更可能影響分析結(jié)果。在流速下,死區(qū)更可能產(chǎn)生問(wèn)題。應(yīng)移動(dòng)或移除與分析儀直通管路上的死區(qū)。
單個(gè)三通閥不足以作為校準(zhǔn)流體與樣品之間的屏障。采用這種方案,校準(zhǔn)流體可能泄漏通過(guò)閥座并污染樣品,或者更可能的是,工藝流樣品可能泄漏到校準(zhǔn)流體中。這兩種情況都有損于分析。更好的配置是雙關(guān)斷單排放方案,從而確保所有關(guān)斷孔口的任何泄漏物都將流入排出或排放管而不是流入樣品中。
請(qǐng)注意樣品中的相變,因?yàn)槟M乐共糠窒嘧儭;旌舷辔粯悠凡痪叽硇?,并可能與分析儀不兼容。不難確定您的樣品是否正在發(fā)生相變。軟件程序可以為系統(tǒng)的化學(xué)成分生成相圖。通常,您希望將氣體樣品保持在露點(diǎn)以上(因此樣品不會(huì)凝結(jié)),而將液體樣品保持在其始沸點(diǎn)以下(因此較輕的組分不會(huì)蒸發(fā))。如果您想要加熱管線(xiàn),則必須加熱所有管線(xiàn),因?yàn)榧词故菐子⒋绲奈醇訜峁芫€(xiàn)也足以降低溫度并導(dǎo)致冷凝。目的是將氣體溫度保持在露點(diǎn)以上約 20°C。
在取樣調(diào)整系統(tǒng)中,您希望從氣體樣品中去除液體,因?yàn)橐后w可能會(huì)損害您的工藝分析儀并影響您的分析結(jié)果。您可以通過(guò)重力(通過(guò)分離罐或回退管)或慣性(通過(guò)動(dòng)力分離器或旋風(fēng)分離器)去除氣體樣品中的大液滴。但以氣溶膠形式懸浮的非常細(xì)小的液滴則需要使用凝聚器。無(wú)論如何,重要的是要了解凝聚器不會(huì)濾除大液滴。此外,如果流速過(guò)高,則較小的液滴將被推過(guò)凝聚器元件,并且不會(huì)以預(yù)期方式滴出。最后,當(dāng)樣品離開(kāi)凝聚器后將達(dá)到飽和 - 再次接近露點(diǎn)并接近冷凝。升高溫度或降低壓力有助于遠(yuǎn)離露點(diǎn)