Phân tích Oxy trong các ứng dụng tách khí và khí công nghiệp

Hướng dẫn về Xác minh Độ tinh khiết, Kiểm soát Quy trình & An toàn

Các giải pháp cảm biến và thiết bị phân tích oxy dành cho các hệ thống tách khí, hệ thống tạo nitơ và oxy công nghệ PSA/VPSA, nhà máy tách khí hóa lỏng (cryogenic), quy trình nạp bình khí công nghiệp và các ứng dụng kiểm tra độ tinh khiết của khí.

Tổng quan

Quá trình tách khí và sản xuất khí công nghiệp nằm trong số những quy trình đòi hỏi nhiều công đoạn đo lường nhất của nền công nghiệp hiện đại. Dù bạn đang vận hành một tổ hợp tách khí hóa lỏng (ASU) quy mô lớn, hệ thống tạo khí nitơ sử dụng công nghệ hấp phụ chuyển đổi áp suất (PSA), nhà máy sản xuất oxy dùng công nghệ hấp phụ chuyển đổi áp suất chân không (VPSA), hay trạm nạp khí vào bình chứa và sản xuất các loại khí chuyên dụng, thì việc đo lường chính xác hàm lượng oxy vẫn là yếu tố thiết yếu ở mọi giai đoạn: từ sản xuất, tinh chế cho đến phân phối.

Các thiết bị phân tích oxy đóng hai vai trò riêng biệt và quan trọng ngang nhau trong các ứng dụng này. Trong quá trình sản xuất nitơ và khí trơ, việc đo nồng độ oxy giúp xác nhận sản phẩm đạt các tiêu chuẩn về độ tinh khiết và không bị nhiễm lẫn oxy dư. Đối với các ứng dụng sản xuất và làm giàu oxy, thiết bị phân tích giúp xác nhận nồng độ sản phẩm đạt mức yêu cầu — cho dù là loại dùng trong công nghiệp, y tế hay các loại khí chuyên dụng.

Tài liệu hướng dẫn ứng dụng này đề cập đến các yêu cầu chính về giám sát oxy trong các quy trình tách khí bằng phương pháp đông lạnh, sản xuất khí bằng công nghệ PSA/VPSA, nạp khí vào bình và phân phối khí công nghiệp, đồng thời xác định các thiết bị phân tích và cảm biến của Southland Sensing phù hợp nhất cho từng giai đoạn của quy trình.

Các thiết bị phân tích của Southland Sensing giám sát nồng độ oxy, từ mức tạp chất tính theo đơn vị phần tỷ (ppb) cho đến độ tinh khiết oxy 100%, mang lại giải pháp đo lường toàn diện cho hầu như mọi công đoạn sản xuất khí công nghiệp.

Các ứng dụng tách khí và khí công nghiệp mà chúng tôi hỗ trợ:

  • Hệ thống tách khí bằng phương pháp đông lạnh (ASU) — Độ tinh khiết của sản phẩm O₂ và N₂
  • Giám sát độ tinh khiết đầu ra của máy tạo khí nitơ PSA
  • Xác thực sản phẩm máy tạo oxy VPSA
  • Đo nồng độ O₂ dư trong hệ thống tạo khí nitơ màng
  • Kiểm soát chất lượng sản xuất oxy công nghiệp
  • Phân tích Kiểm soát Chất lượng (QC) tại Trạm nạp xe bồn và bình khí
  • Giám sát hệ thống làm sạch khí (xúc tác, rây phân tử)
  • An toàn tại khu vực lưu trữ Oxy lỏng (LOX) & Nitơ lỏng (LIN)
  • Sản xuất và Kiểm tra độ tinh khiết của Argon
  • Pha trộn và Kiểm định Khí Đặc chủng
  • Giám sát tình trạng thiếu hụt oxy tại các khu vực sản xuất và lưu trữ
  • Vận hành thử và bảo trì hệ thống sản xuất khí tại chỗ

Tại sao việc phân tích khí lại quan trọng trong các nhà máy tách khí:

Các nhà máy tách khí sản xuất oxy, nitơ, argon và các loại khí chuyên dụng có độ tinh khiết cao, được sử dụng trong các ngành công nghiệp mà ngay cả một lượng tạp chất cực nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, hiệu suất quy trình và độ tin cậy của thiết bị.

Việc giám sát oxy liên tục giúp người vận hành: Xác minh độ tinh khiết của sản phẩm, Bảo vệ thiết bị đông lạnh, Giám sát hệ thống tinh chế, Tối ưu hóa hiệu suất ASU, Đáp ứng các thông số kỹ thuật của khách hàng.

Cần phải loại bỏ khí carbon dioxide trước khi tách bằng phương pháp đông lạnh để ngăn ngừa hiện tượng đóng băng bên trong bộ trao đổi nhiệt và cột chưng cất. Việc giám sát CO₂ liên tục giúp xác minh hiệu suất của hệ thống tinh chế và bảo vệ các thiết bị đông lạnh quan trọng.

Các tiêu chí lựa chọn cảm biến cho ứng dụng tách khí và khí công nghiệp:

Vui lòng tham khảo Hướng dẫn về độ tương thích của cảm biến O₂ để xác nhận loại cảm biến phù hợp cho mẫu máy phân tích và ứng dụng quy trình của bạn.

Các câu hỏi thường gặp

Đúng vậy. Các cảm biến oxy điện hóa của chúng tôi được thiết kế và kiểm chứng để đo lường chính xác trong môi trường khí nền là nitơ tinh khiết hoặc các loại khí trơ khác. Nitơ không gây nhiễu quá trình đo oxy bằng phương pháp điện hóa. Các thiết bị phân tích nồng độ vết của chúng tôi có khả năng đo lường đáng tin cậy nồng độ oxy—từ mức dưới 1 ppm xuống đến mức ppb (phần tỷ)—trong các dòng sản phẩm nitơ tinh khiết từ hệ thống tạo khí PSA và các trạm tách khí bằng phương pháp đông lạnh (cryogenic ASU).
Hầu hết các ứng dụng sử dụng máy tạo nitơ PSA đều yêu cầu độ tinh khiết của sản phẩm trong khoảng từ 99% đến 99,999% N₂, tương ứng với hàm lượng oxy dư từ 10 ppm đến 1.000 ppm (0,001% đến 0,1% O₂). Các thiết bị phân tích nồng độ vết của chúng tôi với dải đo 0–100 ppm hoặc 0–1.000 ppm thường là lựa chọn phù hợp nhất. Vui lòng liên hệ với đội ngũ chuyên trách của chúng tôi để xác định dải đo tối ưu cho thông số kỹ thuật cụ thể của máy tạo khí mà bạn đang sử dụng.
Đối với các ứng dụng sản xuất oxy có nồng độ sản phẩm trong khoảng 90–99,5% O₂, thiết bị phân tích độ tinh khiết oxy OMD-740 với các dải đo được giới hạn phạm vi (suppressed ranges) mang lại kết quả đọc chính xác và ổn định nhất. Ngoài ra, các cấu hình dải đo phần trăm tiêu chuẩn cũng có sẵn để đáp ứng nhu cầu kiểm tra trong phạm vi rộng hơn (0–25% hoặc 0–100% O₂). Hãy liên hệ với chúng tôi để thảo luận về các yêu cầu cụ thể của bạn đối với cấp độ tinh khiết và phạm vi đo.
Đúng vậy. Cả thiết bị phân tích cầm tay (OMD-640) và thiết bị phân tích trực tuyến (OMD-675, OMD-507) đều được sử dụng trong công tác kiểm soát chất lượng (QC) tại các trạm nạp bình khí. Việc lựa chọn giữa thiết bị cầm tay và thiết bị trực tuyến phụ thuộc vào nhu cầu giám sát liên tục một đường ống nạp duy nhất hay kiểm tra ngẫu nhiên định kỳ tại nhiều điểm nạp khác nhau. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi có thể tư vấn cấu hình phù hợp nhất cho quy trình nạp khí của bạn.
Có. Một số mẫu sản phẩm hỗ trợ tín hiệu đầu ra analog 4–20 mA cũng như giao tiếp kỹ thuật số hai chiều qua giao thức Modbus RTU và Modbus ASCII, cho phép tích hợp với các hệ thống điều khiển DCS, SCADA và PLC tại nhà máy. Vui lòng liên hệ với chúng tôi để xác định mẫu sản phẩm phù hợp với yêu cầu về hệ thống giao tiếp tại cơ sở của bạn.
Tuổi thọ của cảm biến thường dao động từ 24 đến 60 tháng trong hầu hết các điều kiện vận hành. Việc tiếp xúc liên tục với nồng độ oxy cao (trên 25% O₂) hoặc nhiệt độ cao có thể làm giảm tuổi thọ của cảm biến. Chúng tôi khuyến nghị thực hiện kiểm tra định kỳ hàng năm và dự trữ ít nhất một cảm biến thay thế cho mỗi thiết bị phân tích để kịp thời xử lý các trường hợp thay thế đột xuất. Việc thay thế cảm biến không cần dụng cụ chuyên dụng và có thể hoàn tất trong vòng vài phút.
Việc đo lường nồng độ oxy một cách chính xác và đáng tin cậy là yêu cầu bắt buộc trong quy trình tách khí và sản xuất khí công nghiệp; nó giúp bảo vệ chất lượng sản phẩm và niềm tin của khách hàng, xác nhận hiệu suất quy trình, ngăn chặn khí không đạt chuẩn đi vào các ứng dụng hạ nguồn quan trọng, đồng thời đảm bảo an toàn cho nhân sự trước những mối nguy vô hình từ môi trường thiếu hụt hoặc dư thừa oxy. Southland Sensing cung cấp đầy đủ các loại thiết bị đo cho mọi công đoạn trong chuỗi sản xuất khí công nghiệp và tách khí — từ khâu giám sát đầu ra của hệ thống tạo khí, kiểm soát chất lượng (QC) khi nạp bình chứa, cho đến đảm bảo an toàn tại khu vực nhà máy.
Bạn cần hỗ trợ xác định thông số kỹ thuật?

Các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi hỗ trợ việc lựa chọn và lắp đặt cảm biến, cũng như giải đáp các thắc mắc liên quan đến khu vực nguy hiểm.

Bạn đã sẵn sàng xác định giải pháp của mình chưa?

Các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn trong việc lựa chọn cảm biến, hướng dẫn lắp đặt cũng như giải đáp mọi thắc mắc khác.