GMS800 在氢回收装置中的氨气监测-感算商城

前言

氨是全球产量最大的化学品之一，它是多种产品的原料，包括化肥、聚酰胺以及硝酸等。工业生产氨气采用多种技术，选择哪种技术取决于所使用的原材料（天然气、煤炭、HyCo），环境条件和具体情况。

过程概述

在氨（NH₃）合成过程中，纯氢（H₂）在高温高压下通过催化反应与氮气（N₂）结合生成氨气，即哈伯-博施工艺。

合成过程采用循环模式运行，因其单次通过效率仅为15%至30%。产品中含有少量甲烷，若使用空气生产合成气，还可能含有氩气。这些气体在哈伯-博施工艺中属于惰性气体，因此在循环过程中会富集到显著浓度。为保持最高效率，必须通过排出部分工艺气体来降低这些气体的浓度。通常，这部分排气在回收氨后可作为燃料气使用。由于其中也含有相当量的氢气，可在热利用前回收H₂。

在现代化工厂中，这些氢气回收装置已在大多数情况下实现集成。目前可用于氢气回收的技术有多种，其中最常见的是压力吸附、膜柱和低温回收。对于相对纯净的气体，如哈伯-博施工艺中所用的气体，膜柱是一种高效且经济的回收方案。在这种膜柱中，吹扫气体被引导通过多个半透膜，这些膜允许大部分氢气通过，同时阻挡其他组分。

测量任务与解决方案

在氢气回收装置的进气口处，必须监测残留的微量氨浓度。这是因为氨会损坏半透膜，从而缩短其使用寿命并降低整个回收装置的运行时间。一般来说，氨浓度不应超过50 ppm，以避免造成设备损害。

解决方案

在借助恩德斯豪斯GMS800系列抽提式气体分析仪的DEFOR模块，可实现对极低浓度NH₃的在线监测，响应时间（T₉₀）仅为4秒。在此特定应用中，采用了0–200 ppm的测量范围。检测限（2σ）小于1 ppm，足以在NH₃浓度达到50 ppm之前触发报警。当需要时，可应用更低的检测限（2σ）小于0.5 ppm。

具体应用优势

客户能够保护其膜柱，避免回收单元额外停机时间。
GMS800分析仪的DEFOR模块具有高稳定性、高精度和快速响应时间。
在紫外光谱（UV）测量中，氨测量不会对其他组分产生交叉干扰。与NDIR测量相比，其灵敏度在不同H₂浓度下更为稳定。
紫外/可见光光度计是一种稳定且直观的技术，安装/维护成本较低。
认证的防爆外壳（符合ATEX、NEC、IECEx和TRCU标准）支持现场测量。

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产品特点

6个不同的分析仪模块：DEFOR (NDUV，UVRAS)，MULTOR (NDIR)，OXOR-E（电化学O₂) ，OXOR-P（顺磁性O₂)，THERMOR(TCD)和UNOR (NDIR)
4种不同的外壳型号
可选配测量气体泵和/或监测传感器的气体模块
外壳标准化用于简便快速的安装至分析系统中
通过以太网和SOPAS ET软件可进行远程诊断

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GMS800 在氢回收装置中的氨气监测

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