Нернст Н2032-О2/ЦО двокомпонентни анализатор садржаја кисеоника и запаљивих гасова

Опсег примене

Нернст Н2032-О₂/ЦО садржај кисеоника и запаљиви гасдвокомпонентни анализаторје свеобухватни анализатор који може истовремено да детектује садржај кисеоника, угљен моноксид и ефикасност сагоревања у процесу сагоревања. Може да прати садржај кисеоника и угљен моноксида у димном гасу током или након сагоревања котлова, пећи и пећи.

Анализатор се слаже са Нернстом О₂/ЦО сонда може да мери проценат садржаја кисеоника О₂% у димоводу и пећи, ППМ вредност угљен моноксида ЦО, вредност 12 запаљивих гасова и ефикасност сагоревања пећи за сагоревање у реалном времену.

Карактеристике примене

Након употребе Нернст Н2032-О₂/ЦО садржај кисеоника и запаљиви гасдвокомпонентни анализатор, корисници могу уштедети много енергије и контролисати емисију издувних гасова.

Нернст Н2032-О₂/ЦО садржај кисеоника и запаљиви гасдвокомпонентни анализаторје јединствена технологија која користи двоглаву структуру цирконијума која је развијена након десет година истраживања и може истовремено да мери садржај кисеоника и садржај угљен моноксида. То је тренутно права технологија мерења у линији. Ниска цена, висока прецизност, може се мерити онлајн у различитим условима високе влаге и прашине.

У процесу сагоревања пероксигена, када горивни гас и кисеоник који подржава сагоревање достигну одређену тачку динамичке равнотеже, садржај угљен моноксида ће се такође променити са благом променом количине кисеоника. Тренд промене садржаја кисеоника и промена тренд угљен моноксида формирају исти суперпонирани тренд.

Нернст О₂Принцип мерења /ЦО сонде

Нернст О₂/ЦО сонда има две електроде, које могу детектовати и сигнал кисеоника и сигнал запаљивости у исто време. Пошто димни гас непотпуног сагоревања садржи угљен моноксид (ЦО), запаљиве материје и водоник (Х₂).

Кисеоничка ћелија цирконијум сонде или сензора кисеоника користи потенцијал кисеоника генерисан различитим концентрацијама кисеоника на унутрашњој и спољашњој страни цирконијума на високој температури (већој од 650°Ц) за мерење садржаја кисеоника у мереном делу. део сонде је направљен од омотача од нерђајућег челика или кућишта од легираног челика, који се састоји од грејача од легираног челика, цирконијумске цеви, термоелемента, жице, прикључне плоче и кутије, види шематски дијаграм. Цирконијум цев сонде је гасно изолована од унутрашњу и спољашњу страну цирконијумске цеви кроз одговарајући уређај за заптивање.

Када температура главе цирконијум сонде достигне 650°Ц или више кроз грејач или спољну температуру, различите концентрације кисеоника на унутрашњој и спољашњој страни ће генерисати одговарајућу електромоторну силу на површини цирконија. Електрични потенцијал се може мерити одговарајућом оловном жицом, а вредност температуре дела може се измерити одговарајућим термоелементом.

Када је позната концентрација кисеоника унутар и изван цирконијум цеви, одговарајући потенцијал кисеоника се може израчунати према формули за израчунавање потенцијала цирконијума.

Формула је следећа:

Е (миливолти) =4F(RT)логe 

Где је Е потенцијал кисеоника, Р је гасна константа, Т је апсолутна вредност температуре, ПО₂ИНСИДЕ је вредност притиска кисеоника унутар цирконијумске цеви и ПО₂ОУТСИДЕ је вредност притиска кисеоника изван цирконијум цеви. Према формули, када је концентрација кисеоника унутар и изван цирконијум цеви различита, биће генерисан одговарајући потенцијал кисеоника. Из формуле за прорачун се може знати да када концентрација кисеоника унутар и изван цирконијумске цеви је иста, потенцијал кисеоника треба да буде 0 миливолта (мВ).

Ако је стандардни атмосферски притисак једна атмосфера и концентрација кисеоника у ваздуху је 21%, формула се може поједноставити на:

()

Када се мерним инструментом мери потенцијал кисеоника и зна се концентрација кисеоника унутар или изван цирконијумске цеви, садржај кисеоника у мереном делу може се добити према одговарајућој формули.

Формула за израчунавање је следећа: (У овом тренутку, температура у делу цирконијума мора бити већа од 650°Ц)

(%О₂) СПОЉНИ (АТМ) = 0,21 ЕКСПT(-46.421Е)

Карактеристична крива

Када измерени гас садржи О₂и ЦО у исто време, због високе температуре сензора и каталитичког ефекта површине платинске електроде сензора, О₂и ЦО ће реаговати и достићи термодинамичко равнотежно стање, ПО₂на измереној страни се променио тако да је парцијални притисак кисеоника у равнотежи П'О₂.

То је зато што након што се сензор активира на високој температури, процес О₂а реакција ЦО која тежи равнотежи је паралелна са процесом О₂концентрација дифузија. Када реакција достигне равнотежу, дифузија О₂концентрација такође тежи да се стабилизује, тако да је измерени парцијални притисак кисеоника у равнотежи П'О₂.

Следеће реакције се јављају у негативном подручју ЗрО₂батерија:

1/2 О₂(ПО₂)+ЦО→ЦО₂

Када реакција достигне равнотежу, О₂промене концентрације, ПО₂своди се на П'О₂, и конверзија гасовитих молекула кисеоника и О₂у матрици је:

Негативна електрода:О₂ → 1/2 О₂(P'O₂)+2е

Позитивна електрода:1/2 О₂(ПО₂)+2е → О₂

Процес разлике у концентрацији батерије је:1/2 О₂ (ПО₂) → 1/2 О₂(P'O₂)

Када се електромоторна сила сензора упореди са бројем молова оксидационо-редукционог гаса, крива је карактеристична крива слична кривој титрације.

Облик ове карактеристичне криве под одређеном температуром, притиском и брзином протока, исти сензор има потпуно исту карактеристичну криву за исту врсту гасног система.

Стога, под атмосферским притиском и измереним гасом у природном току, поређење електромоторне силе и броја молова О₂-ЦО систем помоћу цирконијумовог сензора је λ (λ=но2 /нцо или запремински проценат λ=О₂ × В %/ОЦО × В %) карактеристична крива.

Када је Пт-Ал₂O₃катализатор се катализује на 600°Ц, ЦО у аеробном систему може се у потпуности претворити у ЦО₂, па измерени гас садржи само кисеоник након каталитичког сагоревања.

У овом тренутку, цирконијум сензор мери тачан садржај кисеоника. Због односа измереног гаса под дејством каталитичког сагоревања, може се мерити садржај ЦО у мереном гасу. Однос између формуле реакције и количине пре и после каталитичког сагоревања мереног гаса је следећи:

Претпоставимо да је концентрација угљен моноксида у измереном гасу пре катализе (ЦО), концентрација кисеоника А1, а концентрација кисеоника у мереном гасу после катализе А, тада:

Пре спаљивања:(ЦО) А1

После спаљивања:О А

Затим:А=А1 – (ЦО)/2

и:λ =А1 /(ЦО)

Дакле:А=λ ×(ЦО)-(ЦО)/2

Резултат:(ЦО)= 2А /(2λ-1)    (λ＞0.5)

Принцип структуре О₂/ЦО сонда

Тхе О₂/ЦО сонда је направила одговарајуће измене на основу оригиналне сонде да би реализовала нову функцију контроле сагоревања. Поред детекције садржаја кисеоника током процеса сагоревања, сонда може да детектује и непотпуно сагорела гориву материју (ЦО/Х₂), јер угљен моноксид (ЦО) и водоник (Х₂) коегзистирају у димном гасу непотпуног сагоревања.

Сонда је основни елемент који користи електрохемијски принцип након загревања цирконија за реализацију мерења.

А. О₂електрода (платина)

Б. ЦОе електрода (платина/племенити метал)

Ц. Контролна електрода (платина)

Основна компонента сонде је цирконијум композитни лим заварен на корундску цев да формира запечаћену цев и изложен каналу димних гасова система за сагоревање. Употреба уграђених електрода може ефикасно спречити корозионе компоненте да оштете електроде и повећати век трајања.

Функције ЦОе електроде и О₂електроде су исте, али разлика између две електроде је електрохемијска и каталитичка својства сировина, тако да запаљиве компоненте у димном гасу као што су ЦО и Х₂могу се идентификовати и детектовати.У стању потпуног сагоревања „Нернстов” напон УО₂се такође формира на ЦОе електроди, а ове две електроде имају исте карактеристике криве. Када се детектује непотпуно сагоревање или запаљиве компоненте, на ЦОе електроди ће се такође формирати не-Нернстов напон УЦОе, али карактеристичне криве две електроде се крећу одвојено. (Погледајте типичне графиконе за оба сензора)

Сигнал напона УЦО/Х₂укупног сензора је сигнал напона који мери ЦОе електрода. Овај сигнал укључује следећа два сигнала:

УЦО/Х₂(укупни сензор) = УО₂(садржај кисеоника) + УЦО₂/H₂(запаљиве компоненте)

Ако је садржај кисеоника мерен О₂електрода се одузима од сигнала укупног сензора, закључак је:

УЦОе (запаљива компонента) = УЦО/Х₂(укупни сензор)-UO₂(садржај кисеоника)

Горња формула се може користити за израчунавање запаљиве компоненте ЦОе измерене у ппм. Сензор сонде је типична карактеристика напонског сигнала. Графикон приказује типичну криву (испрекидана линија) концентрације ЦОе када се садржај кисеоника постепено смањује.

Када сагоревање уђе у област у којој недостаје ваздуха, на такозваној тачки „ивице емисије“, када недовољно ваздуха изазива непотпуно сагоревање, одговарајућа концентрација ЦОе ће се значајно повећати.

Добијене карактеристике сигнала приказане су на дијаграму криве сонде.

UO₂(континуирана линија) и УЦО/Х₂(испрекидана линија).

Када је ваздух вишак и сагоревање је потпуно без ЦОе компоненти, сензор сигнала УО₂и УЦО/Х₂су исти, а према „Нернст“ принципу приказује се тренутни садржај кисеоника у каналу димних гасова.

Када се приближи „ивици пражњења“, сигнал укупног напона сензора УЦО/Х₂ЦОе електроде расте несразмерно великом брзином због додатног не-Нернстовог ЦОе сигнала. За карактеристике напонског сигнала сензора: УО₂и УЦО/Х₂У односу на садржај кисеоника у каналу димних гасова, овде су такође приказане типичне карактеристике запаљиве компоненте ЦОе.

Поред напонских сигнала сензора УЦО/Х₂и УО₂, релативно динамички сензорски сигнали дУ О₂/дт и дУЦО/Х₂/дт, а посебно опсег сигнала флуктуације ЦОе електроде може се користити за закључавање „ивице емисије“ сагоревања.

(Погледајте „Непотпуно сагоревање: опсег флуктуације напона ЦОе електроде УЦО/Х₂“)

Техничке карактеристике

•Функција уноса двоструке сонде: Један анализатор може бити опремљен са две сонде, што може уштедети трошкове коришћења и побољшати поузданост мерења.

•Функција вишеструких излаза: Анализатор има два излаза струјног сигнала 4-20мА и комуникациони интерфејс рачунар-рачунар РС232 или мрежни интерфејс РС485. Један канал излазног сигнала кисеоника, други канал излаза ЦО сигнала.

•Опсег мерења: Опсег мерења кисеоника је 10^-30до 100% садржаја кисеоника, а опсег мерења угљен моноксида је 0-2000ППМ.

•Подешавање аларма:Анализатор има 1 општи алармни излаз и 3 програмабилна алармна излаза.

• Аутоматска калибрација:Анализатор ће аутоматски пратити различите функционалне системе и аутоматски калибрисати како би осигурао тачност анализатора током мерења.

•Интелигентни систем:Анализатор може да доврши функције различитих подешавања према унапред одређеним подешавањима.

•Приказ излазне функције:Анализатор има снажну функцију приказивања различитих параметара и снажну функцију излаза и контроле различитих параметара.

•Сигурносна функција:Када је пећ ван употребе, корисник може контролисати да искључи грејач сонде како би се осигурала сигурност током употребе.

•Инсталација је једноставна и лака:инсталација анализатора је врло једноставна и постоји посебан кабл за повезивање са цирконијум сондом.

Спецификације

Инпутс

• Једна или две цирконијум сонде или једна цирконијум сонда + ЦО сензор

• Димоводни или резервни термометар типа К, Р, Ј, С

• Улаз сигнала за испуштање гаса под притиском

• Избор два различита горива

• Контрола безбедног рада отпорна на експлозију (примењиво само на загрејану сонду)

Излази

Два линеарна излаза 4～20мА ДЦ сигнала (максимално оптерећење 1000Ω)

• Први опсег излаза (опционо)

Линеарни излаз 0～1% до 0～100% садржаја кисеоника

Логаритамски излаз 0,1～20% садржаја кисеоника

Излаз микро-кисеоника 10^-39до 10^-1садржај кисеоника

• Други опсег излаза (може се изабрати између следећег)

Садржај угљен моноксида (ЦО) ППМ вредност

Угљен диоксид (ЦО₂)%

Мерење запаљивог гаса ППМ вредност

Ефикасност сагоревања

Забележите вредност кисеоника

Аноксична вредност сагоревања

Температура димњака

Приказ секундарног параметра

• Угљен моноксид угљеник (ЦО) ППМ

• Ефикасност сагоревања запаљивих гасова

• Излазни напон сонде

• Температура сонде

• Температура околине

• Година месец дан

• Влажност околине

• Температура димњака

• Импеданса сонде

• Индекс хипоксије

• Време рада и одржавања

Комуникација рачунара/штампача

Анализатор има РС232 или РС485 серијски излазни порт, који се може директно повезати са терминалом рачунара или штампачем, а сонда и инструмент се могу дијагностиковати преко рачунара.

Чишћење прашине и стандардна калибрација гаса

Анализатор има 1 канал за уклањање прашине и 1 канал за стандардну калибрацију гаса или 2 канала за стандардне излазне релеје за калибрацију гаса и прекидач електромагнетног вентила који се може управљати аутоматски или ручно.

ПрецизностP

± 1% стварног очитавања кисеоника са поновљивошћу од 0,5%. На пример, при 2% кисеоника тачност би била ±0,02% кисеоника.

АлармиP

Анализатор има 4 општа аларма са 14 различитих функција и 3 програмабилна аларма. Може се користити за сигнале упозорења као што су висок и низак садржај кисеоника, висок и низак ЦО, и грешке сонде и грешке мерења.

Опсег приказаP

Аутоматски приказ 10^-30～100% О2 садржај кисеоника и 0ппм～2000ппм ЦО угљен моноксида.

Референтни гасP

Довод ваздуха помоћу микромоторне вибрационе пумпе.

Повер Руирекементс

85ВАЦ до 264ВАЦ 3А

Радна температура

Радна температура -25°Ц до 55°Ц

Релативна влажност 5% до 95% (без кондензације)

Степен заштите

ИП65

ИП54 са унутрашњом референтном ваздушном пумпом

Димензије и тежина

300 мм Ш к 180 мм В к 100 мм Д 3 кг