分析仪在扬子石化公司的应用.docx

UV_II型H2S/SO2比值分析仪在扬子石化公司的应用
ApplicationofUV-IITypeH2S/SO2AnalyzerinYangziPetrochemicalCompanyLtd

南化集团研究院陈怡袁文章庄际陈力均
扬子石化芳烃厂冯征

摘要：本文为国产化硫回收装置的H2S/SO2的比值分析仪的首次应用情况总结，文章介绍了国产化H2S/SO2的比值分析仪的基本情况。重点对分析仪投运后的数据进行理论与生产情况相结合的讨论，考察分析仪运行正常与否，并提出了相关判定方法。同时本文也分析了仪表数据现象与生产操作之间的关系以便有效利用本分析仪指导生产操作。

关键词：硫磺回收，紫外光度计，比值分析，克劳斯法，在线分析

UV_II型硫回收装置尾气H2S/SO2分析仪是按中石化科技开发部的安排开发，采用紫外光度吸收法对“克劳斯”硫回收装置的燃烧炉出口气体中H2S/SO2比值进行在线测量的分析仪。目前已在扬子石化公司芳烃厂正常运行一年。
仪器的基本原理
一般来说，光是用来形容电磁波中用肉眼所能看到的狭窄的波长范围，即可见光。但本说明书中所说的‘光’系指分析器使用的具有特殊波长的紫外光。
紫外光在气体或溶液中的吸收一般遵从比尔定律

I——代表吸收后光的强度
I0——代表物质浓度为零（即不存在吸收物质）时光的强度
A——是样气或被测介质的浓度
L——是工作气室（比色皿）的长度
K——是与物质及波长有关的常数
特定物质对不同波长的紫外光的吸收是不一样的。我们可以利用比尔定律选定不同组分下对本组分有较大吸收的紫外波长作为测量波长来分析气体中各组分的浓度，也可以选择一个各组分都不吸收的紫外波长作为参比波长对分析波长进行补偿计算。本分析仪正是利用紫外光吸收的这一规律来测定二氧化硫、硫化氢、单质硫的浓度的，并通过模型计算尽量消除单质硫和硫有机物对硫化氢和二氧化硫比值的测量干扰。
分析仪光学原理如下图（图一）所示。
样气流过测量池时，由紫外光源部发出的紫外光通过测量池到达检测部。紫外光中各测量波长被样气中各相关组分所吸收。而参比波长的紫外光在通过样气时，没有被试样中的各组分吸收。被吸收后的紫外光在通过各自的光学滤光片，到达光电接收二极管。各组分的光学滤光片只能透过相对应波长的紫外光。

图一分析仪光学原理

测量波长的紫外光学滤光片仅能通过测量波长的紫外光。测量波长的紫外光是经过选择的，选择的原则是当试样中的特定组分浓度变化时，到达分析侧光电接收二极管的紫外光强度有较大的变化（一般为被测气体的特征吸收光谱）。
参比波长的紫外光学滤光片仅能通过参比波长的紫外光。参比波长的紫外光也要作选择，选择的原则是当试样中的各组分浓度变化时，到达比较侧光电管的紫外光强度基本没有变化（被测气体各组分都不吸收的光谱）。
从光谱图上看，在本分析仪选定的测量、参比波长紫外光条件下（二氧化硫的测量波长用283nm，硫化氢测量波长为228nm，单质硫的测量波长为254nm，参比波长用396nm。），吸收这四个波长紫外光的物质较少，故对本分析仪产生干扰的物质也较少。特别是水分子和烃类物质对这四个波长（228nm，283nm,254nm，396nm）的紫外光不吸收。故水汽和烃类对本分析仪不产生干扰。但强烈吸收这四波长的物质（例单质硫和硫的有机物）可能对本分析仪产生干扰，本仪器是通过内置在线模型计算尽量消除单质硫和硫有机物对硫化氢、二氧化硫、及单质硫的干扰。
分析仪技术参数和技术指标：
分析仪技术参数测量波长：228，283，254，396nm
灯管：紫外频闪氙灯
探测器：紫外（UV）加强型光电二极管
测量池长度：127mm(5英寸)
周围环境温度：-20℃到50℃
最大(RH)：90%未凝聚
最高海拔：<2000米(6500ft.)
仪表供电：220Vac(额定)/50Hz6A
防爆等级：ExpxdmIIBT4

仪器的主要技术指标：
测量范围SO2：0至1.0%，H2S：0至2.0%
准确度H2S和SO2：满刻度值的±5%
敏感度满刻度值的±0.15%
重复性满刻度值的±1.5%
样本条件空气抽吸2升/分，典型
响应速度90%<15秒，典型(默认含有光噪)
零点漂移小于满刻度值的±3%(24小时)

三、仪表安装和运行情况
分析仪安装于三段反应器的硫冷凝器后，尾气焚烧炉前的带蒸汽夹套工艺管道上方，与管道呈90℃夹角。分析仪安装在水平管道上方，安装接口为二个1”保温管道法兰。一个法兰为分析仪进气，一个法兰为回气。在进气和回气法兰上各设一个截止球阀。保温管道内采用0.3MPa-0.6Mpa蒸汽伴热。分析仪所需防爆、吹扫的气源采用0.6Mpa的仪表风。为保证仪器的正常工作，在仪器的上方设有遮阳棚，防阳光直晒和风淋。
本分析仪自投运来已达一年之久，由于没有长