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氧化锆分析仪在生产过程中的应用及故障处理
技『术J广场科
氧化锆分析仪在生产过程中的应用及故障处理
朱忠波
(黑化集团公司,黑龙江富拉尔基161041)
摘要:详细阐述氧化锆氧分析仪的工作原理,测量原理及在在生产使用过程中的常见故障和解决方法.
关键词:参比气;流量;氧势;炉温
我公司年产28万吨尿素工程,采用了富氧
造气的方法生产半水煤气,使用的设备是造气
(55%),
氧浓度低,产生的气体成份缺乏,产气量低;氧
含量过高,反响剧烈,炉体温度过高,会造成炉
体损坏,
氧气混合,
量方面,我厂采用的是氧化锆氧分析仪实时在
线分析.
1仪器的工作原理
氧化锆气体分析仪是以氧化锆固体电解质
为氧传感器组成的氧浓差电池,是以空气为参
比气对应分析检测气体中的氧浓差电势,通过
能斯特方程式,直接换算成氧含量显示.
在高温运用中,氧化锆固体电解质被做成
管状,
用铂金上多孔电极,就制成了氧浓差电池的氧
,外电极以空气为
参比气体,内电极通入检测气体,就组成了氧化
锆氧浓差电池.
在高温下,如果通入的检测气体和空气中
的氧浓度不同的话,那么氧离子将由高向低移
动,从而在两极产生浓差电势,其大小可由能斯
特方程给出:
E(mV)=In鲁
式中:E:氧浓差电势(mV);R=气体常数;
T=电池定值温度(绝对温度K);n=常数=4;F=
法拉第常数;Px=待测气体氧浓度;Pc=参比气
氧浓度.
由于空气氧浓度(%)是的,所以
当温度固定时,即可以得到与待测气体Px氧含
量相对应的氧浓差电势E(mV),对此电势进行
电路处理后,显示即时的氧含量和输出标准信
号,完成一个测量过程.
2氧浓差电池原理
氧浓差电池的原理(如图1),Pc分
别为电池两侧气体的氧分压,氧分压大的气体
氧浓度差也大,设Pa>Pc,这时,氧分压的气体
Pa就要通过氧化锆向Pc一侧扩散,它不是氧
分子透过氧化锆的过程,而是氧分子离解成氧
离子后通过氧化锆的过程.
在一定温度下,多孔的铂电极具有催化氧

氧分子渗入多孔铂电极,在Pa铂电极催化作用
下,一个氧分子夺取铂电极上的四个自由
电子变成两个氧离子(O)以离子形式通过〞氧
空穴〞
催化作用下,一个氧离子放出两个电子而变成
氧分子,
的铂电极上由于大量给出电子而带正电荷,成
为浓差电池的阳极;在Pc侧铂电极上,由于得
到大量电子而带负电荷,成为氧浓电池的阴极.
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ooo
ooooo
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值比真实值偏高,原因可能是管线漏气;炉温偏
低或流量偏小等;我们可以逐～地去检查,更换
密封垫或旋紧压帽;提高炉温;调整电势等方法