Аналіз вмісту кисню в процесах розділення повітря та при використанні промислових газів

Посібник із перевірки чистоти, контролю процесів та безпеки

Рішення на основі аналізаторів і датчиків кисню для повітророзподільних установок, генераторів азоту та кисню (технології PSA/VPSA), кріогенних установок розділення повітря, систем наповнення промислових газових балонів та контролю чистоти газів.

Огляд

Розділення повітря та виробництво промислових газів належать до технологічних процесів, що потребують найбільшої кількості вимірювань у сучасній промисловості. Незалежно від того, чи експлуатуєте ви велику кріогенну установку розділення повітря (ASU), азотний генератор із короткоцикловою адсорбцією (PSA), кисневу установку з вакуумною короткоцикловою адсорбцією (VPSA) або станцію наповнення балонів (зокрема спеціальними газами), точне вимірювання вмісту кисню є критично важливим на кожному етапі виробництва, очищення та розподілу.

У цих сферах застосування газоаналізатори кисню відіграють дві окремі й однаково важливі ролі. Під час виробництва азоту та інертних газів вимірювання вмісту кисню дозволяє переконатися, що продукт відповідає технічним вимогам щодо чистоти та не містить залишкового кисню. У процесах виробництва та збагачення кисню аналізатори підтверджують, що концентрація продукту відповідає необхідному класу якості — чи то для промислового, чи для медичного використання, чи для застосування як спеціального газу.

У цьому інформаційному бюлетені розглянуто основні вимоги до моніторингу рівня кисню в таких сферах, як кріогенне розділення повітря, отримання газів методами PSA/VPSA, наповнення балонів і розподіл промислових газів, а також визначено, які аналізатори та датчики компанії Southland Sensing найкраще підходять для кожного етапу технологічного процесу.

Аналізатори Southland Sensing контролюють концентрацію кисню — від рівня домішок, що вимірюється в частках на мільярд (ppb), до 100% чистоти кисню, — забезпечуючи комплексне рішення для вимірювання на практично всіх етапах виробництва промислових газів.

Сфери застосування технологій розділення повітря та промислових газів, які ми підтримуємо:

  • Кріогенні установки розділення повітря (УРП) — чистота продуктів (O₂ та N₂)
  • Моніторинг чистоти азоту на виході з PSA-генератора
  • Перевірка продукції: генератор кисню VPSA
  • Вимірювання залишкового вмісту O₂ у мембранному генераторі азоту
  • Контроль якості промислового виробництва кисню
  • Аналіз контролю якості на станції наповнення причепів із балонами та трубчастими ємностями
  • Моніторинг системи очищення газу (каталітичної, на основі молекулярних сит)
  • Безпека в зоні зберігання рідкого кисню (LOX) та рідкого азоту (LIN)
  • Виробництво аргону та перевірка його чистоти
  • Змішування та перевірка спеціальних газових сумішей
  • Моніторинг дефіциту кисню у виробничих і складських приміщеннях
  • Введення в експлуатацію та технічне обслуговування систем генерації газів на місці експлуатації

Чому аналіз газів важливий для установок розділення повітря:

Установки для розділення повітря виробляють кисень, азот, аргон та спеціальні гази високої чистоти, що використовуються в галузях, де навіть слідові кількості домішок можуть вплинути на якість продукції, ефективність технологічних процесів та надійність обладнання.

Безперервний моніторинг вмісту кисню допомагає операторам: перевіряти чистоту продукту, захищати кріогенне обладнання, контролювати роботу систем очищення, оптимізувати продуктивність повітророзподільної установки (PRU) та забезпечувати відповідність вимогам замовника.

Перед кріогенним розділенням вуглекислий газ необхідно видалити, щоб запобігти замерзанню в теплообмінниках та дистиляційних колонах. Безперервний моніторинг CO₂ допомагає перевірити роботу системи очищення та захищає критично важливе кріогенне обладнання.

Критерії вибору датчиків для систем розділення повітря та промислового газопостачання:

Зверніться до нашого Посібник із сумісності датчиків кисню (O₂) щоб підтвердити правильність вибору датчика для вашої моделі аналізатора та технологічного процесу.

Часті запитання

Так. Наші електрохімічні датчики кисню розроблені та перевірені для точного вимірювання в чистому азоті та інших інертних газах. Азот не заважає електрохімічному вимірюванню кисню. Наші аналізатори слідів надійно вимірюють концентрацію кисню від рівнів менше 1 ppm до частин на мільярд у потоках чистого азоту від генераторів PSA та кріогенних ASU.
У більшості випадків застосування азотних генераторів типу PSA (адсорбція з короткоцикловою зміною тиску) чистота продукту становить від 99% до 99,999% N₂, що відповідає залишковому вмісту кисню в межах від 10 до 1000 ppm (від 0,001% до 0,1% O₂). Найкращим вибором зазвичай є наші аналізатори мікроконцентрацій, розраховані на діапазони 0–100 ppm або 0–1000 ppm. Зверніться до наших фахівців, щоб визначити оптимальний діапазон вимірювання відповідно до технічних характеристик вашого генератора.
Для процесів отримання кисню з концентрацією продукту в діапазоні 90–99,5% O₂ аналізатор чистоти кисню OMD-740 із функцією звуженого діапазону вимірювання забезпечує найвищу точність і стабільність показників. Також доступні стандартні конфігурації для вимірювання в ширших діапазонах (0–25% або 0–100% O₂). Зв’яжіться з нами, щоб обговорити ваші вимоги щодо ступеня чистоти та параметрів вимірювання.
Так. Для контролю якості на станціях наповнення балонів використовують як портативні (OMD-640), так і стаціонарні (OMD-675, OMD-507) аналізатори. Вибір між ними залежить від того, чи потрібен вам безперервний моніторинг однієї лінії наповнення, чи періодичні вибіркові перевірки на кількох точках наповнення. Наші фахівці допоможуть підібрати оптимальну конфігурацію для вашого виробничого процесу.
Так. Деякі моделі підтримують аналоговий вихід 4–20 мА, а також двосторонній цифровий зв’язок за протоколами Modbus RTU та Modbus ASCII для інтеграції із заводськими системами керування DCS, SCADA та ПЛК. Зв’яжіться з нами, щоб дізнатися, які саме моделі відповідають вимогам до систем зв’язку на вашому об’єкті.
Зазвичай термін служби датчика становить від 24 до 60 місяців за більшості умов технологічного процесу. Тривалий вплив високих концентрацій кисню (>25% O₂) або підвищених температур може скоротити термін служби датчика. Ми рекомендуємо проводити щорічну перевірку датчиків і мати в запасі щонайменше один датчик для кожного аналізатора на випадок непередбачуваної заміни. Заміна виконується без використання інструментів і займає лічені хвилини.
Надійне вимірювання кисню не є необов'язковим у повітророзділенні та виробництві промислових газів — воно захищає **якість продукції та довіру клієнтів**, підтверджує **ефективність процесу**, запобігає **потраплянню газу, що не відповідає специфікаціям, до критично важливих застосувань** та захищає **персонал** від невидимих ​​небезпек атмосфер з дефіцитом кисню та збагачених киснем. Southland Sensing пропонує повний спектр приладів для кожної точки ланцюжка повітророзділення та виробництва промислових газів — від моніторингу виходу генератора до контролю якості заповнення балонів та безпеки на заводі.
Потрібна допомога з уточненням характеристик?

Наші інженери з технічного застосування допомагають із вибором датчиків, їхнім монтажем та питаннями щодо роботи у вибухонебезпечних зонах.

Готові визначити параметри свого рішення?

Наші інженери з технічної підтримки готові допомогти з вибором датчиків, надати рекомендації щодо їх встановлення та відповісти на будь-які додаткові запитання.