紅外氣體成分分析儀主要用于工業(yè)中氣體成分的分析。通過分析被測氣體參數(shù)的變化，掌握這些組分的變化規(guī)律，無論是理論計算還是現(xiàn)場操作，對實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的動態(tài)控制都具有重要的指導(dǎo)意義。該儀器適用于分析煤氣、半水煤氣、變換氣和原料氣中的CO2、氯化萘、O2、CO2、CH4、H2和氮氧化物。目前市場上的分析儀器主要有兩種:實驗室分析儀和過程分析儀。本文簡要介紹了適用于氣體成分分析的儀器。

一、常用的實驗室分析儀器

1.奧氏體氣體分析儀

奧地利氣體分析儀作為經(jīng)典的手動化學(xué)配方分析儀，具有價格低廉、操作方便、易于維護等優(yōu)點。它已廣泛應(yīng)用于煤氣中CO2、O2、CO和H2的測定。其原理是用吸收法測定酸性氣體、不飽和烴、氧氣和一氧化碳，使氫氣在氧化銅上燃燒，飽和烴鉑絲在空氣體中與氧氣燃燒，這是用稱重法測定的。儀器雖然操作簡單，價格便宜，但精度不是很高，而且精度取決于操作人員的熟練程度，測得的數(shù)據(jù)沒有LCD直觀清晰。

奧氏體氣體分析儀在應(yīng)用中的主要缺點如下:

1)梳形管的體積對分析結(jié)果有影響；

2) Ar不能分析，不宜用奧斯特瓦爾德儀分析循環(huán)氣體，應(yīng)逐步采用氣相色譜儀；

3)用奧氏體儀分析確定動火時間較長，有時會有一定誤差，一定要注意化學(xué)反應(yīng)的完全程度，否則讀數(shù)不允許誤導(dǎo)生產(chǎn)。

2.微量硫分析儀

隨著常溫精脫硫新工藝的應(yīng)用，需要為氮肥廠配備微量硫分析儀，以保證甲醇合成和氨合成催化劑的安全，并為生產(chǎn)樣氣中各種微量硫的定性和定量檢測提供一種方便快捷的檢測手段。

3.可燃氣體爆炸探測器

用奧地利計分析測量動火作業(yè)時間較長，有時會有一定誤差，建議選用可燃氣體爆炸檢測儀。

4.工業(yè)氣相色譜儀

工業(yè)氣相色譜廣泛應(yīng)用于氣體分析，氣體成分按H2、N2、一氧化碳和二氧化碳的順序確定。此外，該技術(shù)還可用于分析轉(zhuǎn)爐煤氣和燒結(jié)廢氣中的此類成分。近年來，色譜分析儀得到了推廣，但由于需要對氣體進行分離，然后進行檢測，很難實現(xiàn)實時在線。除少數(shù)國內(nèi)高爐仍采用這種方法外，工業(yè)氣相色譜儀正逐漸被質(zhì)譜儀或紅外分析系統(tǒng)所取代。

5.工業(yè)氣體質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀使用物質(zhì)離子的質(zhì)荷比作為定性和定量分析的標(biāo)準(zhǔn)。氣體質(zhì)譜儀通常采用電子轟擊電離，所有物質(zhì)都有自己的解離模式。質(zhì)譜儀的特點是分析速度極快，可以同時分析的成分多，分析精度高。但質(zhì)譜儀在高爐、燒結(jié)等工段的多組分、高速分析性能優(yōu)勢不明顯，氣體需要分離后檢測，難以實現(xiàn)實時在線分析，儀器成本非常高。目前高精度質(zhì)譜儀主要是進口的，其維修備件也是從國外進口的，國內(nèi)代理商反應(yīng)大多比較慢，對系統(tǒng)的調(diào)試率影響很大。此外，我國的運行環(huán)境與國外不同，儀器故障率也很高，維護頻繁，維護成本高。

6.其他人

其他常用的有電導(dǎo)率儀、酸度計、分光光度計、含水率測試儀等。

二、常用的過程分析儀器

1.痕量氣體分析儀

精煤氣中微量(一氧化碳+二氧化碳)含量低(一氧化碳+二氧化碳≤25×10)，是氮肥廠的重要分析項目

-6 )，有些場合氣體含量甚至是ppb級的低含量，用手工方法難以測出其組分。

2.熱導(dǎo)分析器

熱導(dǎo)分析儀是最早的在線分析儀，種類繁多，應(yīng)用廣泛，常用于自動測定混合氣體中H2、氬、SO2等氣體的體積分?jǐn)?shù)。

3.氧氣分析儀

煤氣中氧含量的在線分析往往采用電化學(xué)或熱磁氧分析儀，靈敏度高，并可配備報警裝置，便于維護和更換。

4.恒定紅外氣體分析儀

恒紅外氣體分析儀常用于連續(xù)測量一氧化碳、二氧化碳、氨氣、甲烷、H2、氧氣等的含量。這是一種重要的在線分析儀。非光譜紅外(NDIR)氣體分析儀作為一種快速準(zhǔn)確的氣體分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于連續(xù)污染物監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)和汽車尾氣檢測。我國NDIR氣體分析儀的主要制造商大多采用80年代初的國際紅外氣體分析方法，如采用鎳絲作為紅外光源，采用電機機械調(diào)制紅外光，采用薄膜電容麥克風(fēng)或銻化銦作為傳感器等。由于電機的機械調(diào)制，儀器功耗高，穩(wěn)定性差，成本高。同時，采用薄膜電容麥克風(fēng)作為傳感器，使得儀器對振動非常敏感，不適合便攜式測量。隨著紅外光源、傳感器和電子技術(shù)的發(fā)展，NDIR紅外氣體傳感器在國內(nèi)外發(fā)展迅速。主要性能是沒有機械調(diào)制裝置，采用新型紅外傳感器和電調(diào)制光源，儀器電路采用低功耗嵌入式系統(tǒng)，使得儀器在體積、功耗、性能和價格等方面都具有無可比擬的優(yōu)勢。

例如，市場上的氣體分析儀Gasbard-3100(在線型)采用國際領(lǐng)先的非光譜紅外氣體分析技術(shù)、長壽命電化學(xué)傳感技術(shù)和基于微機電系統(tǒng)的熱導(dǎo)率技術(shù)，可以同時在線測量氣體和生物氣體的熱值以及一氧化碳、二氧化碳、甲烷、H2、氧氣、氯化萘等氣體的體積濃度。

該儀器廣泛用于測量氮肥廠、鋼鐵公司、煤氣廠、半水煤氣、變換氣、原料氣等氣體工業(yè)過程氣體中多組分氣體的體積濃度。通過分析被測氣體參數(shù)的變化，可以掌握這些成分的變化規(guī)律，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的動態(tài)監(jiān)控。

“分析技術(shù)儀器化和分析儀器自動化”是主導(dǎo)發(fā)展方向。分析方法和技術(shù)是分析儀器的指導(dǎo)，定型的分析測試方法需要轉(zhuǎn)化為儀器和裝置。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，分析的質(zhì)量和性能要求也越來越高，實驗室分析儀已經(jīng)不能適應(yīng)連續(xù)自動化的生產(chǎn)監(jiān)控。除了當(dāng)前電子技術(shù)和計算技術(shù)的發(fā)展，分析儀器的自動化還應(yīng)綜合利用流行的嵌入式智能平臺技術(shù)和超精密加工技術(shù)。過程分析儀在中國的中小型企業(yè)中變得越來越流行，為生產(chǎn)提供實時動態(tài)控制和監(jiān)控。