微量溶解氧：在线水质分析仪器测量结果达ppb级

与常量溶解氧分析仪测ppm 级的溶解氧含量不同,微量溶解氧分析仪测定的是ppb 级的溶解氧含量。微量溶解氧的测量原理基本上与常量溶解氧的原理类似,目前常用的是克拉克测量原理的溶解氧传感器,其技术应用相对较成熟,缺点是电极维护工作较多,较烦琐,如定期更换膜、更换电解液、再生电极等。荧光法光学式微量溶解氧分析仪技术相对较新,主要特点同常量荧光法溶解氧分析仪,解决了电化学溶解氧分析仪的繁多的维护工作,但价格相对较高,以瑞士Orbisphere 的光学微量溶解氧分析仪技术最为成熟,应用最广泛。

微量溶解氧的主要应用是电厂。微量溶解氧是电厂水循环监测中的一项重要化学指标。锅炉给水处理无论采用哪种方法都需要在处理过程中对溶解氧浓度进行严格控制。不同化学给水处理方法均是通过控制锅炉给水中溶解氧的浓度来抑制或降低溶解氧造成的锅炉系统中的管道和设备的腐蚀、结垢。对于给水中的氧浓度,一般均控制在ppb级,不同压力等级的锅炉和给水处理方法对溶解氧的要求有所不同,控制溶解氧的位点主要有除氧器的进/出口、凝结水泵出口、炉水。

此外,在核电厂无论是核岛还是常规岛系统,微量溶解氧的应用也相对较广泛。常规岛系统类似于火力发电厂,而核岛系统中,反应堆冷却系统、废气系统、壳内、定子冷却、二回路中均有微量溶解氧的应用。

高纯水的溶解氧监测是微量溶解氧的一项比较重要的应用,在线微量溶解氧多数采用技术成熟的克拉克传感器,测量浓度的下限一般可以达到1 ppb 的水平,由于所测介质为高纯水样,易受环境气氛的影响,故在工业装置中均采用在线监测的方式。检测系统一般由微量溶解氧探头、特殊设计的流通池及变送器组成。探头与变送器的连接采用专用电缆,保证测量的可靠性,电缆长度一端不超过10 m。微量溶解氧探头如图6.6所示。

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图6.6　微量溶解氧探头

在石化产品的加工过程中,由于工艺上的特殊要求,需要对轻烃中溶解氧进行检测,以保证生产加工过程的正常运行。如碳四加工中对原料的溶解氧的检测,芳烃抽提过程中对原混合芳烃中微量溶解氧的控制。对这些特殊工况条件下溶解氧的检测,溶解氧的探头需要选择特殊材质的透氧隔膜且探头本体材料要选择耐有机液体腐蚀。同时在测量过程中,还需要通过特殊设计的管线配置引入除去氧的氮气对探头的零点进行校正。此测量方法可以参考美国材料实验协会的标准ASTM UOP678 或ASTMD　2699。在上述两个测量方法中,指定采用HACH 公司的311XX溶解氧探头和3600 型转换器,其中311XX溶解氧探头具有良好的轻烃耐受能力及对微量溶解氧有非常灵敏的响应。

另外,在啤酒行业测量过滤器出口、脱氧水生产等均有在线微量溶解氧的应用。