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安全且具代表性的气体取样

采样气体和液化气的优秀实践

世伟洛克高级首席设计工程师 Matt Dixon

要优化化工生产工艺成本并保持高品质的产品产量,您需要定期捕获具有代表性的工艺流体以供实验室分析之用。取样(也称为定点取样、现场取样或合理取样)可帮助验证工艺条件并检验所生产的产品是否符合内部或基于客户的规格。取样还可以帮助验证在线分析仪的读数,这也是一种日益流行的获取对工艺的实时见解的方法。

气体取样带来了一系列独特的挑战,操作员必须克服这些挑战才能获取真实工艺条件的精确描述。在我们探索这些挑战以及如何借助合适的技术克服挑战时,请继续阅读以下内容。

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如何借助气体取样钢瓶来维持精确的工艺条件

必须收集气体和液化气并将其保持在抑制相变的温度和压力下,否则会改变样品成分。

取样的基本规则

取样有助于验证工艺条件并确保最终产品的质量。对于您的取样工艺,请记住以下规则:

  1. 样品必须代表工艺状态使用探针从工艺管道中间抽取样品,并避免样品运输过程中的相变。
  2. 样品必须适时。尽量缩短从抽取点到实验室的运输时间,有助于确保工艺条件得到准确的体现。
  3. 样品必须纯净。避免在样品容器的上游出现管死区,并允许对取样系统进行充分的吹扫和冲洗,尽可能地减少污染的可能性。

请考虑其中溶解有气体的工艺流体。如果温度升高而压力降低,则溶解的气体可能会从样品中沸腾而出。或者考虑温度降低而压力升高的气体样品,这可能导致液体凝结并从样品中脱离而出。在每种情况下,样品成分都会发生根本变化,因此无法再代表工艺条件。

由于上述原因,有必要使用样品瓶(而非价格低廉的非加压样品瓶)来收集气体或液化气,以维持正确的相并保持样品的代表性。如果气体有毒,则气瓶在保护样品技术人员和环境免受烟气或废气排放方面也卓有成效。

与采集非液化气样品相比,采集气体和液化气样品时,需考虑不同的注意事项。本文重点介绍气体和液化气的取样。有关非液化气的取样策略,请参见此处

如何选择合适的气瓶

为确保一致的壁厚、尺寸和容量,大多数样品瓶都是采用无缝管制成的,但根据您的特定取样需求,还需要考虑其他某些变量。您可以与气瓶供应商合作选择合适的类型。选择气瓶时,需要考虑的一些特性包括:

  • 易于操作的快速接头,可安全高效地与取样点连接和断开连接
  • 颈部内部平滑过渡,有助于消除残留的液体,并使气瓶易于清洁和重用
  • 合适的材料成分和表面处理,这是因为可能需要采用特种合金或材料,具体取决于所取样的气体或液化气
  • 并入的旁通管路,这对清除有毒样品残留物和提高技术人员的安全性非常有益。借助旁通管路,可以吹扫流经快速接头的流体,从而确保在断开气瓶连接时如果发生溢出,则溢出物由吹扫液体而非有毒样品组成。
  • 耐用的设计和构造。为进行实验室分析,通常必须将样品瓶运输相当长的距离

如何正确填充气瓶

在大多数情况下,都适合以垂直方向填充样品瓶。原因如下。

如果采集液化气样品,应当自下而上填充气瓶。如果采用这种方式,则在填充气瓶时,会将可能残留在气瓶中的所有气体通常通过中断管自顶部冲出。中断管还可以使气瓶保持一定的蒸气空间,如果温度意外变化,则完全充满的气瓶可能会破裂。相反,在采集气体样品时,应自上而下填充气瓶。如果采用这种方式,则可以将管路中可能形成的所有冷凝物自底部冲出。

如何尽可能地减少人为失误的可能性

必要时,取样需要技术人员从工艺中实际抽取样品,这必然会将人为失误的可能性引入工艺中。有鉴于此,可降低这种可能性的液化气或气体取样系统有助于实现安全、精确的取样流程。

例如,如前所述,专为气体取样而设计的取样面板可确保每次使用时正确的气瓶方向和自上而下的取样。这就消除了个别技术人员不当插入或抽取样品的可能性。专为液化气取样而设计的面板同样如此。

齿轮传动阀总成可确保以正确的顺序打开收集样品所需的所有阀门,还可以消除操作员手动打开和关闭相同阀门的需求,从而有助于实现可靠的样品采集。还可以将吹扫功能整合到齿轮传动阀总成中,从而确保由于人为失误而无法将吹扫液重新引入主工艺中。

最后,在大型工厂中,经常在多个位置定期进行取样。为了消除不一致性,为每个取样点选择标准化的取样面板设计可以帮助消除潜在的混乱并促进每个位置的一致流程。

最终,取样应该是一个可使您更有信心为客户提供高品质、高规格产品的流程。选择易于使用、设计良好的取样系统并在整个工厂中遵循既定的优秀实践,可有助于实现这一目标。

是否有兴趣了解更多有关如何在您的工厂中加强取样实践的信息?世伟洛克的专家可以帮助您评估取样需求,并协助您选择适合您的系统。

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