El principio de funcionamiento y la aplicación del analizador de gases de combustión.

1. Analizador de gases de combustión (o probador de eficiencia de combustión)

El analizador de gases de combustión es un instrumento que extrae muestras de gases de combustión del horno y analiza automáticamente sus componentes. Monitoreado y portátil. En términos generales, el CO y el O de los gases de combustión se pueden medir y analizar. , óxidos de nitrógeno, ¿y qué? y otros contenidos de gases, así como la temperatura y presión de los gases de combustión, etc. , y conseguir co? Contenido, coeficiente de exceso de aire, punto de rocío de los gases de combustión, eficiencia de combustión, pérdida de calor de escape, flujo de gases de combustión y otros parámetros térmicos.

Un analizador de gases de combustión generalmente está equipado con múltiples sensores, que se dividen en sensores electroquímicos y sensores de infrarrojos. El principio de medición del sensor electroquímico es que el gas a medir ingresa a la cámara del sensor después de la eliminación del polvo y la deshumidificación, y luego ingresa a la celda electrolítica a través de la membrana permeable, de modo que el gas difundido y absorbido en el electrolito se electroliza en el especificado. potencial de oxidación y se calcula en función de la corriente de electrólisis consumida.

El sensor de infrarrojos se compone principalmente de una fuente de luz infrarroja, una celda de absorción de infrarrojos, un receptor de infrarrojos, un gasoducto y un sensor de temperatura. Se basa en el principio de absorción de longitudes de onda específicas por varios elementos. Cuando el gas medido ingresa a la celda de absorción de infrarrojos, absorberá la luz infrarroja en diversos grados, calculando así el contenido de gas. Los sensores infrarrojos tienen las características de buena resistencia a la toxicidad, amplio rango de medición y respuesta sensible.

2. Analizador de oxígeno

El instrumento que mide el contenido de oxígeno en los gases de combustión se denomina analizador de oxígeno (medidor de oxígeno). Los analizadores de oxígeno de uso común incluyen principalmente el tipo termomagnético y el tipo circonio.

(1) Analizador de oxígeno termomagnético

El principio es medir el contenido de oxígeno en los gases de combustión utilizando las propiedades físicas de la susceptibilidad magnética particularmente alta del oxígeno en los gases de combustión. componente. El oxígeno es un gas paramagnético (el gas que puede ser atraído por un campo magnético se llama gas paramagnético. Es atraído por campos magnéticos desiguales y fluye hacia lugares con campos magnéticos fuertes). Aquí hay un cable calefactor eléctrico, que aumenta la temperatura del oxígeno y reduce la susceptibilidad magnética, por lo que la atracción del campo magnético disminuye y es empujada por las moléculas de oxígeno sin calentar con mayor susceptibilidad magnética detrás para liberar el campo magnético, causando así "termomagnético". Fenómeno de convección" o "viento magnético". Bajo cierta presión, temperatura y caudal de la muestra de gas, el contenido de oxígeno en la muestra de gas se puede medir midiendo el viento magnético. Dado que el termistor (alambre de platino) sirve como resistencia de las dos ramas del puente desequilibrado y como alambre de resistencia de calentamiento, bajo la acción del viento magnético se produce un gradiente de temperatura, es decir, la temperatura de la rama de entrada es menor. que la temperatura de la rama de salida. El puente desequilibrado generará los valores de voltaje correspondientes según el contenido de oxígeno en la muestra de gas.

El analizador de oxígeno termomagnético tiene las ventajas de una estructura simple, fácil fabricación y ajuste, etc. Sin embargo, debido a sus deficiencias como velocidad de respuesta lenta, gran error de medición, fácil obstrucción de la cámara del anillo de medición, y corrosión grave del elemento térmico, se ha reemplazado gradualmente por un analizador de oxígeno de circonio.

(2) Analizador de oxígeno con sensor de circonio

El óxido de circonio (ZrO?) es una cerámica, un sólido con conductividad iónica. Es un cristal monoclínico a temperatura ambiente. Cuando la temperatura aumenta a 1150°C, la forma del cristal cambia a cristal cúbico y la tasa de contracción del volumen es de aproximadamente 7. Cuando se baja la temperatura, se convierte en un cristal monoclínico. Si se calienta y enfría repetidamente, ¿ZrO? Se romperá. ¿Un ZrO tan puro? No se puede utilizar como elemento de medición. Si se utiliza una cierta cantidad de óxido de calcio (CaO) u óxido de itrio (Y?o?) como estabilizador y luego se calcina a alta temperatura, se convertirá en un material de circonio estable. En este momento, el circonio tetravalente se reemplaza por calcio divalente o itrio trivalente y al mismo tiempo se generan huecos de iones de oxígeno. Entonces, ¿ZrO? Pertenece a los electrolitos sólidos aniónicos. ¿ZrO? La conducción eléctrica se realiza principalmente a través del movimiento de agujeros. Cuando la temperatura supera los 600°C, ZrO? Se convierte en un buen conductor de iones de oxígeno.

Los electrodos de platino se sinterizan en ambos lados del electrolito de circonio. Cuando la presión parcial de oxígeno en ambos lados del circonio es diferente, el oxígeno del lado con mayor presión parcial de oxígeno migra en forma de iones hacia el lado con menor presión parcial de oxígeno. Como resultado, el electrodo de platino en el lado con alta presión parcial de oxígeno pierde carga electrónica positiva, mientras que el electrodo de platino en el lado con baja presión parcial de oxígeno gana carga electrónica negativa, generando así una diferencia de potencial de concentración de oxígeno entre los dos electrodos de platino. Este potencial sólo está relacionado con la diferencia en el contenido de oxígeno (diferencia de concentración de oxígeno) en los gases de ambos lados cuando la temperatura permanece constante.

Si se conoce el contenido de oxígeno de un lado (por ejemplo, el contenido de oxígeno en el aire permanece sin cambios), el contenido de oxígeno del otro lado (por ejemplo, el contenido de oxígeno en los gases de combustión) se puede expresar mediante el potencial de concentración de oxígeno. Midiendo el potencial de concentración de oxígeno, conozca el contenido de oxígeno en los gases de combustión.

El analizador de oxígeno de circonio tiene las ventajas de una estructura simple y un sistema de pretratamiento de muestreo, alta sensibilidad y resolución, amplio rango de medición y velocidad de respuesta rápida.

Tres. ¿Productos y aplicaciones

? Los analizadores de gases de combustión tienen una amplia gama de aplicaciones, tales como:

(1) Las calderas de lecho fluidizado circulante en centrales térmicas se utilizan para monitorear los gases de combustión en salas de control de combustión;

( 2) Laminación de acero en plantas siderúrgicas. El horno de calentamiento se utiliza para detectar la atmósfera de gas del horno al reducir la pérdida de combustión por oxidación o el espesor de la capa de descarburación;

(3) El horno de tratamiento térmico con hidrógeno completo se utiliza para Detectar si el tubo radiante se ha quemado y tiene fugas.

(4) En el desarrollo de nuevos quemadores (quemadores regenerativos, quemadores de bajo NOx, quemadores de tubo radiante), se utiliza para el diseño e investigación de las dimensiones estructurales de los quemadores;

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(5) Pruebas de emisiones de escape de vehículos;

(6) Otros proyectos de monitoreo de protección ambiental.