氧化锆分析仪在化工厂的应用

一、概述：

化工厂氧化锆分析仪，采用的是防爆型氧化锆分析仪，有防爆直插式和防爆抽取式两款，分别耐温：0-700℃和0-1600℃，可以有效的在线监测烟气中氧含量。由于化工厂烟气成份较为复杂，经常伴随着腐蚀性的气体和水蒸气，极易形成酸性的物质，如SO2和SO3等气体，使得氧化锆的锆池因腐蚀性，导致测量不准确或者直接损坏，减少了氧化锆探头的使用寿命，所以我就采用的是防腐、防水型设计，大大增强了产品的使用寿命。

二、工作原理：

氧化锆分析仪的核心技术基于氧化锆陶瓷在高温下的氧离子导电特性。这种分析仪采用氧化锆固体电解质，在高温（600-800℃）环境下形成氧浓差电池。当锆管两侧的氧浓度不同时，就会产生与氧含量直接相关的电动势——能斯特电势。通过测量这一电势，仪器能精确计算出气体中的氧浓度。氧化锆分析仪的核心检测元件是氧化锆管，其内外两侧涂有铂金电极。内侧通常通入参比气体（如空气），外侧接触被测工艺气体。为保证测量精度，仪器通过加热元件维持氧化锆管恒温工作环境，确保传感器稳定性。值得一提的是，热扩散参比技术的应用使得现代氧化锆分析仪无需专门的参比空气泵，大大简化了维护工作。

三、应用场景：

在石化行业，氧化锆分析仪在乙烯裂解装置中发挥着至关重要的作用。这些装置需要实时监测高温裂解气中的氧含量，以防止过氧燃烧导致的安全事故。某大型石化企业选用防爆高温抽气式氧化锆分析仪，结合伴热采样系统，在800℃高温、含焦油、硫化物及粉尘的恶劣环境中，实现了精准、稳定的在线监测。这些防爆型分析仪通过了Ex d IIC T6防爆认证和SIL3安全认证，能够在化工厂的危险区域安全运行。

硫酸生产工艺控制：在接触法制硫酸工艺中，氧化锆分析仪被安装在沸腾炉后中压锅炉的二烟道入口处，监测炉气中的氧气含量。这一测量对控制二氧化硫浓度和焙烧给料量至关重要，实现了沸腾炉的微氧焙烧，使整个制酸系统更加稳定。 

四、产品选型：

温度适应性选择：根据烟气温度选择合适型号，低温型（0-700℃）、中温型（600-800℃）或高温型（800-1300℃）。

材质选择：在腐蚀性气体环境中，必须选用不锈钢316L或304防腐材质，增强耐腐蚀性。

安装位置：安装点的烟气温度应符合要求，不能安装在烟气不流动或流速过快的地方。检测器端头必须离锅炉内壁150mm以上。

防爆认证：在化工防爆区域，务必选择具有相应防爆认证（如ExdIICT6）的型号。

维护便利性：选择具有自动校准功能的型号，支持远程校准与温度补偿，减少现场维护工作量。

五、主要技术参数：

（1）防爆直插式（ExdIICT6）：LCD液晶显示，壁挂式，0.00-25.00%，输出4-20MA，支持HART协议，中英文切换，RS485通讯全功能，单片机集成电路，氧化锆探头：法兰安装，外径155mm，孔距130mm（支持定制），插深长度0-1500mm（支持定制）保护管材质：316L，精度：1%，保护管直径：51mm，防水型、防腐型氧化锆锆管，碳化硅过滤器或者陶瓷过滤器，烟气耐温0-700度。

（2）防爆抽气式（ExdIICT6）：LCD液晶显示，壁挂式，0.00-25.00%，输出4-20MA，支持HART协议，中英文切换，RS485通讯全功能，单片机集成电路，法兰安装，外径155mm，孔距130mm（支持定制），保护管材质：316L，精度：1%，再结晶碳化硅保护管直径：35mm/25mm，烟气耐温0-1600度，配有射流泵、压力表、高温法兰三通等配件，负压环境通压缩空气约0.4MPA。