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摘要：介绍H2S/SO2比值分析仪的工作原理及在硫磺装置的应用意义和使用情况，以及常见问题的处理方法。
关键词：比值 克劳斯 氙灯 滤镜 除雾器 测量池
0 引言
2006年我厂建设了一套4000t/年的硫磺装置，为了控制好气风比，提高硫的转化率，减少尾气中有毒气体的排放，在硫磺装置分液罐入口管线上安装了AMETEK公司的880NSLH2S/SO2比值在线分析仪，自从2006年11月装置开工以来，完全满足了工艺操作员用此表参与控制一些参数的要求。在使用此表过程中，我们也遇到了一些问题，但经过分析处理都得到了解决，我们也从中积累了一些维护上的经验。下面就介绍一下硫磺装置应用此表的意义和一些维护经验。
1 H2S/SO2比值分析仪在硫磺装置的意义
硫磺装置的主要反应为2H2S+3O2?圹2H2O+2SO2+Q， 2H2S+SO2?圹2H2O+3S+Q，所以要有准确的气风比，才能有更高的转化率。
如果没有比值仪的情况下，装置会根据酸性气的流量按比率配风。因为酸性气浓度并不稳定，其流量的测量易受温度、压力等因素影响，且酸性气体由上游装置而来，上游装置无法进行控制等，所以空气量无法精确控制，只能凭操作判断反应进行程度。在正常情况下，酸性气中硫化氢的含量在80%左右，烃类小于5%，只要流量波动不大，所需空气量较稳定，气风比是相差不大。但在酸性气严重带水、带油时，情况就不同了，所需风量急剧增加，若调节及时会使炉膛温度升高甚至超温，影响转化率，增加能耗；若调节不及时，就会影响产品质量，有生成黑硫磺的可能，同时也污染了催化剂床层，所以适当的气风比既提高了转化率，又保证了硫磺的质量，是操作中的关键。比值仪分析结果是调节空气配比的依据，安装比值分析仪，分析仪能持续及时准确地把尾气中H2S和SO2含量的分析数据传送到操作台，操作人员可根据分析的H2S/SO2比值（理想状态H2S/SO2为2:1）参与控制，适当的配风，从而获得最大硫的转化率，减少SO2排放，达到国家对尾气排放的标准，保护环境。比值分析仪参与闭环控制时，又可节省人力。
2 H2S/SO2比值在线分析仪的工作原理
880NSL比值分析仪由正压通风的电气箱、加热的样气箱和检测器组成。一个大口径密封的不锈钢管作为无需再校正的光路基座，一部分在电气箱内，一部分在样气箱内并与检测器连通。作为光源的氙灯安装在管左端的电气箱内，光电检测器和前级放大器安装在管右端的检测器箱内。样气室位于管的中间，在加热样气箱内。电气箱和检测器箱与样气箱间由石英玻璃在管内隔离。
880NSL比值分析仪的心脏部分是一个多波长、无散射的紫外可见光光谱仪，测量4路与不干涉紫外光的吸收率。其中3路用于测量硫化氢、二氧化硫和硫蒸气的浓度，第四路波长作为参比基准以补偿和修正因石英窗不干净、光强变化和其他干扰对测量精确度的影响。在880NSL中，一束由氙灯发出的紫外闪烁光能通过样气室再进入检测器，仪器利用检测器检测到光波穿越气室减弱多少来计算气体的浓度，仪器自动完成这一系列计算，把测量吸收率转化成H2S与SO2浓度量，并自动修正背景气中硫的吸收率、样气温度和样气压力对测量结果的影响，最后把运算后的H2S与SO2浓度通过电缆传送到操作台。
3 H2S/SO2比值在线分析仪的应用情况
H2S/SO2比值在线分析仪在刚开始投用时出现了不少的问题，影响了开工的进度。首先是出现了硬件问题，仪器总出现“LOW LIGHT LEVEL”状态，经过两天的分析处理更换了氙灯，仪器进入了正常的工作状态。开工投用后，仪器出现了温度、量程、报警参数等混乱现象，不能正常运行，我们马上对照原始记录的参数对表进行了重新组态，仪器立即进入了正常运行状态。引进尾气后，仪器一进入“SAMPLE CYCLE ”就伴随“LOW LIGHT LEVEL”进入“ZERO CYCLE”程序，这种情况的发生是由于在分析仪没有投用前，配风量过大，导致SO2浓度超过1%引起低光报警，后经操作人员将风量递减，经过调整进入了SAMPLE CYCLE 正常运行。又经过几天的调整、优化、比值分析仪投上了自动，实现了闭环控制。直到今天比值分析仪已经平稳运行了一个多月，分析数据与化验室的传统分析数据具有较好的符合性，数据偏差在1%以内，能及时准确地把分析数据传送到操作台，完全可以满足工艺的使用要求。
4 基本故障分析及处理
仪器在使用初期遇到了不少障碍，在经过分析处理后，问题得到了解决，总结了几点问题的处理方法。
4.1 出现“CELL TEMP/PRESS ALARM” “CELL PRESSURE ALARM”信息
此信息提示出现在刚刚开车运行阶段，在加热过程中CELL TEMP 还没有达到设定温度范围，即145度±10度。如果在正常运行过程中出现，请检查CELL TEMP及气室压力是否在正常范围内，即高于13.5PSI，低于25PSI。假如，CELL TEMP低于135度，首先检查加热箱密闭性是否良好，仪表风入口压力是否在20PSI，温度控制器是否正常工作（197C到210C），如果以上均正常，检查CELL RTD热电阻阻值是否在105欧姆左右。如果加热器根本就不加热，检查温控器显示是否正常，交流220伏是否连接良好等。
气室压力如果低于13.5PSI首先检查仪器内样气管路是否有泄漏，如果显示压力值为负值，更换压力传感器，如果压力值大于25PSI，表明样气从采样及回样管路系统有堵塞现象发生。但采样阀和回样阀均关闭时，气室压力应在30PSI，关闭采样阀，打开回样阀，气室压力值应改迅速从30PSI降到20PSI以下，反之，关闭回样阀，打开采样阀，气室压力也应从30PSI迅速降至20PSI以下，如果下降缓慢说明除雾器有固液态硫磺存在。
4.2 开车运行信息
特别在刚开车运行，仪器一进入“SAMPLE CYCLE”就伴随“LOW LIGHT LEVEL”进入“ZERO CYCLE”这种情况的发生，是由于在分析仪没有投用前，配风量过大，导致SO2浓度超过1% 引起低光报警，操作人员可将风量递减，直到能进入SAMPLE CYCLE 正常运行。另外就是开车时，由于H2S浓度超过2%一进入SAMPLE CYCLE就进入“ZERO CYCLE”通知系统操作人员将风量增加，直到能进入SAMPLE CYCLE 正常运行即可。
4.3 分析仪已经进入SAMPLE CYCLE 但SO2和H2S浓度%示值均为零
出现这种情况首先检查确认尾气是否存在，同时查看抽气量表头指针是否抖动，如果有尾气存在且抽气量表指针抖动，将采样阀和回样阀关闭，看气室压力是否在30PSI 左右，打开采样阀关闭回样阀，检查气室压力是否从30PSI迅速回落至20PSI以下，如果不回落，往往就是采样阀以下采样管堵塞，同时检查球阀及夹套蒸汽压力是否符合要求100PSI并采取了保温措施。同时检查球阀法兰与夹套法兰之间是否使用了非金属垫，必要时使用铁丝疏通采样管。
如果分析仪已进入SAMPLE CYCLE 尾氣存在且抽气量正常，读数就是零。检查检测室内滤光组件880033901是否腐蚀，光检测电路板上光电池是否损坏。如果任一损坏将导致同样结果，请将其更换。
5 结论
比值分析仪在我厂以使用近5年，为生产操作提供了可靠的依据。随着科技的不断发展，分析仪表在生产过程中起到的作用越来越明显，所以要不断加强技术学习和交流。
参考文献：
[1]王森.仪表工试题集（在线分析仪表分册）.第二版.化学工业出版社.
关键词：比值 克劳斯 氙灯 滤镜 除雾器 测量池
0 引言
2006年我厂建设了一套4000t/年的硫磺装置，为了控制好气风比，提高硫的转化率，减少尾气中有毒气体的排放，在硫磺装置分液罐入口管线上安装了AMETEK公司的880NSLH2S/SO2比值在线分析仪，自从2006年11月装置开工以来，完全满足了工艺操作员用此表参与控制一些参数的要求。在使用此表过程中，我们也遇到了一些问题，但经过分析处理都得到了解决，我们也从中积累了一些维护上的经验。下面就介绍一下硫磺装置应用此表的意义和一些维护经验。
1 H2S/SO2比值分析仪在硫磺装置的意义
硫磺装置的主要反应为2H2S+3O2?圹2H2O+2SO2+Q， 2H2S+SO2?圹2H2O+3S+Q，所以要有准确的气风比，才能有更高的转化率。
如果没有比值仪的情况下，装置会根据酸性气的流量按比率配风。因为酸性气浓度并不稳定，其流量的测量易受温度、压力等因素影响，且酸性气体由上游装置而来，上游装置无法进行控制等，所以空气量无法精确控制，只能凭操作判断反应进行程度。在正常情况下，酸性气中硫化氢的含量在80%左右，烃类小于5%，只要流量波动不大，所需空气量较稳定，气风比是相差不大。但在酸性气严重带水、带油时，情况就不同了，所需风量急剧增加，若调节及时会使炉膛温度升高甚至超温，影响转化率，增加能耗；若调节不及时，就会影响产品质量，有生成黑硫磺的可能，同时也污染了催化剂床层，所以适当的气风比既提高了转化率，又保证了硫磺的质量，是操作中的关键。比值仪分析结果是调节空气配比的依据，安装比值分析仪，分析仪能持续及时准确地把尾气中H2S和SO2含量的分析数据传送到操作台，操作人员可根据分析的H2S/SO2比值（理想状态H2S/SO2为2:1）参与控制，适当的配风，从而获得最大硫的转化率，减少SO2排放，达到国家对尾气排放的标准，保护环境。比值分析仪参与闭环控制时，又可节省人力。
2 H2S/SO2比值在线分析仪的工作原理
880NSL比值分析仪由正压通风的电气箱、加热的样气箱和检测器组成。一个大口径密封的不锈钢管作为无需再校正的光路基座，一部分在电气箱内，一部分在样气箱内并与检测器连通。作为光源的氙灯安装在管左端的电气箱内，光电检测器和前级放大器安装在管右端的检测器箱内。样气室位于管的中间，在加热样气箱内。电气箱和检测器箱与样气箱间由石英玻璃在管内隔离。
880NSL比值分析仪的心脏部分是一个多波长、无散射的紫外可见光光谱仪，测量4路与不干涉紫外光的吸收率。其中3路用于测量硫化氢、二氧化硫和硫蒸气的浓度，第四路波长作为参比基准以补偿和修正因石英窗不干净、光强变化和其他干扰对测量精确度的影响。在880NSL中，一束由氙灯发出的紫外闪烁光能通过样气室再进入检测器，仪器利用检测器检测到光波穿越气室减弱多少来计算气体的浓度，仪器自动完成这一系列计算，把测量吸收率转化成H2S与SO2浓度量，并自动修正背景气中硫的吸收率、样气温度和样气压力对测量结果的影响，最后把运算后的H2S与SO2浓度通过电缆传送到操作台。
3 H2S/SO2比值在线分析仪的应用情况
H2S/SO2比值在线分析仪在刚开始投用时出现了不少的问题，影响了开工的进度。首先是出现了硬件问题，仪器总出现“LOW LIGHT LEVEL”状态，经过两天的分析处理更换了氙灯，仪器进入了正常的工作状态。开工投用后，仪器出现了温度、量程、报警参数等混乱现象，不能正常运行，我们马上对照原始记录的参数对表进行了重新组态，仪器立即进入了正常运行状态。引进尾气后，仪器一进入“SAMPLE CYCLE ”就伴随“LOW LIGHT LEVEL”进入“ZERO CYCLE”程序，这种情况的发生是由于在分析仪没有投用前，配风量过大，导致SO2浓度超过1%引起低光报警，后经操作人员将风量递减，经过调整进入了SAMPLE CYCLE 正常运行。又经过几天的调整、优化、比值分析仪投上了自动，实现了闭环控制。直到今天比值分析仪已经平稳运行了一个多月，分析数据与化验室的传统分析数据具有较好的符合性，数据偏差在1%以内，能及时准确地把分析数据传送到操作台，完全可以满足工艺的使用要求。
4 基本故障分析及处理
仪器在使用初期遇到了不少障碍，在经过分析处理后，问题得到了解决，总结了几点问题的处理方法。
4.1 出现“CELL TEMP/PRESS ALARM” “CELL PRESSURE ALARM”信息
此信息提示出现在刚刚开车运行阶段，在加热过程中CELL TEMP 还没有达到设定温度范围，即145度±10度。如果在正常运行过程中出现，请检查CELL TEMP及气室压力是否在正常范围内，即高于13.5PSI，低于25PSI。假如，CELL TEMP低于135度，首先检查加热箱密闭性是否良好，仪表风入口压力是否在20PSI，温度控制器是否正常工作（197C到210C），如果以上均正常，检查CELL RTD热电阻阻值是否在105欧姆左右。如果加热器根本就不加热，检查温控器显示是否正常，交流220伏是否连接良好等。
气室压力如果低于13.5PSI首先检查仪器内样气管路是否有泄漏，如果显示压力值为负值，更换压力传感器，如果压力值大于25PSI，表明样气从采样及回样管路系统有堵塞现象发生。但采样阀和回样阀均关闭时，气室压力应在30PSI，关闭采样阀，打开回样阀，气室压力值应改迅速从30PSI降到20PSI以下，反之，关闭回样阀，打开采样阀，气室压力也应从30PSI迅速降至20PSI以下，如果下降缓慢说明除雾器有固液态硫磺存在。
4.2 开车运行信息
特别在刚开车运行，仪器一进入“SAMPLE CYCLE”就伴随“LOW LIGHT LEVEL”进入“ZERO CYCLE”这种情况的发生，是由于在分析仪没有投用前，配风量过大，导致SO2浓度超过1% 引起低光报警，操作人员可将风量递减，直到能进入SAMPLE CYCLE 正常运行。另外就是开车时，由于H2S浓度超过2%一进入SAMPLE CYCLE就进入“ZERO CYCLE”通知系统操作人员将风量增加，直到能进入SAMPLE CYCLE 正常运行即可。
4.3 分析仪已经进入SAMPLE CYCLE 但SO2和H2S浓度%示值均为零
出现这种情况首先检查确认尾气是否存在，同时查看抽气量表头指针是否抖动，如果有尾气存在且抽气量表指针抖动，将采样阀和回样阀关闭，看气室压力是否在30PSI 左右，打开采样阀关闭回样阀，检查气室压力是否从30PSI迅速回落至20PSI以下，如果不回落，往往就是采样阀以下采样管堵塞，同时检查球阀及夹套蒸汽压力是否符合要求100PSI并采取了保温措施。同时检查球阀法兰与夹套法兰之间是否使用了非金属垫，必要时使用铁丝疏通采样管。
如果分析仪已进入SAMPLE CYCLE 尾氣存在且抽气量正常，读数就是零。检查检测室内滤光组件880033901是否腐蚀，光检测电路板上光电池是否损坏。如果任一损坏将导致同样结果，请将其更换。
5 结论
比值分析仪在我厂以使用近5年，为生产操作提供了可靠的依据。随着科技的不断发展，分析仪表在生产过程中起到的作用越来越明显，所以要不断加强技术学习和交流。
参考文献：
[1]王森.仪表工试题集（在线分析仪表分册）.第二版.化学工业出版社.