[实用新型]在线防爆型危废处理氮气保护仓氧含量分析检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，具体涉及一种在线防爆型危废处理氮气保护仓氧含量分析检测装置。

背景技术

随着工业的发展，其生产过程中排放的危险废物日益增多，危险废物存在污染问题、潜在的社会影响以及在预处理阶段容易燃烧爆炸等问题，现在基本采用“破碎-混合-泵送”系统解决危险废物处理。考虑到危险废物的易燃易爆特点，危险废物处理在破碎、混合、泵送全程都需要在防爆氮气保护仓中进行。在氮气保护下，有效避免燃爆问题。由于危废处理氮气保护仓含氧量要严格控制在3％以内，5％报警。因此，一套性能可靠且防爆的危废处理氮气保护仓在线氧分析系统对于氮气保护仓的含氧量的实时监控保证了系统的安全性。

现有的氮气保护仓测氧分析系统多采用氧化锆原理的原位直插安装式分析仪，并多采用具有防爆级别的氧化锆分析仪，例如应用在焦炉煤气的防爆测氧，多采用防爆氧化锆直插式安装在线检测方案。气体组分比较明确且湿度较小，无腐蚀性气体存在的普通氮气保护仓氧含量分析可使用氧化锆探头直插式安装方式，样气直接无预处理系统。但是如果氮气保护仓中气体腐蚀性强，高湿环境且高粉尘和粘性物质，测氧化锆直插式检测方案则不适用或安装之后造成危险。具体的，如图1所示，传统的氮气保护仓含氧量检测装置采用氧化锆直插检测装置，主要由直插式防爆型氧化锆分析仪1(探头)、参比气供气单元2、校正气供气单元3、流量设定单元5和放置在安全区的变送器4组成。其中：5.1代表流量计；5.2代表针形阀；6代表气体调节阀；7代表零点气瓶；7.1代表压力调节器。

在传统的氮气保护仓氧化锆直插检测装置中，氧化锆探头的测氧原理如图2所示，其中，8代表氧化锆传感器；9代表参比空气；10代表电极；11代表电压表。氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺入氧化钇或氧化钙，在高温下烧结成的稳定氧化锆。在600℃以上高温条件下，是氧离子的良好导体，一般做成管状。在氧化锆管两侧分别流过被测气体和参比气体，则产生的电势与氧化锆管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。如果知道参比气体的浓度，则可根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。

因此，当氮气保护仓氧化锆直插检测装置检测危废处理氮气保护仓中的含氧量时，锆头直接与高温腐蚀性气体接触，高浓度的粉尘会在锆头表面迅速聚集，而且仓中高浓度的易燃易爆气体在锆头的高温下有燃爆的风险。

可见，采用传统的氮气保护仓氧化锆氧分析装置，由于采用的氧化锆检测工作原理的特殊性，面对样气组成十分复杂的危废粉碎氮气保护仓中气体，既使采用防爆型直插式氧化锆分析装置，不仅会对氧化锆检测器锆头造成不可修复的腐蚀，而且氧化锆工作的高温需求(600℃以上)，仓内高浓度的易燃易爆的气体也存在随时被燃爆的可能。

具体具有以下不足：

1、普通氮气保护仓样气组成成分含量比较明确，无高湿，而危废处理氮气保护仓样气组成情况比较复杂，多易燃易爆气体，粉尘含量大粘性大，样气组成复杂多变且高腐蚀性毒性气体居多；

2、所有的氧化锆测氧检测探头都是由氧化锆材料构成，它是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺入氧化钇或氧化钙，在高温下烧结成的稳定氧化锆。在600℃以上高温条件下，它是氧离子的良好导体，一般做成管状，如果在氧化锆管内外两侧涂制铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，如果把氧化锆管加热至大于600℃的稳定温度，在氧化锆管两侧分别流过被测气体和参比气体，则产生的电势与氧化锆管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。如果知道参比气体的浓度，则可根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。所以氧化锆探头要正常工作必须满足加热高温在600℃以上，一般是750℃，氧化锆电池其中一铂电极直接与样接触，另一电极需通入参比气。而仓中高浓度的易燃易爆气体在锆头的高温下有燃爆的风险。

3、危废处理氮气保护仓由于工艺的需要，在危废粉碎的同时有水喷淋，形成浆状混合物，以便高压泵直接打入焚烧炉。这样就造成氮气保护仓水汽高浓度，水雾与粉碎时产生的腐蚀性气体形成高腐蚀酸体，对氧化锆探头造成腐蚀。由于探头高温工作，危废粉碎时产生的易燃易爆气体与探头直接接触，在氮气保护仓氧含量在报警线以上时，容易造成燃爆，发生危险。危废粉碎时产生的大量粘性粉尘粘结在锆头，使之失去检测功能。

所以，直插式氧化锆分析装置不宜应用于危废处理氮气保护仓的氧气含量在线检测中，如果设计一种危废处理氮气保护氧气含量检测的专用防爆在线氧含量检测装置，是目前迫切需要解决的事情。