اموزش انالایزر

نویسنده : مهندس مهدی ذاکر

ایمیل: peya.tashgah@yahoo.com

آنالايزر چيست؟

آنالايزرها دستگاههايي هستند كه مقدار يك ماده را در تركيب بر اساس خواص فيزيكي يا شيميايي آن اندازه‌گيري مي‌كنند و جهت كنترل كيفيت محصول توليدي بكار مي‌روند.

 

وظايف واحد آنالايزر

 

بررسي روزانه آنالايزرها

كاليبراسيون دوره‌اي دستگاهها

نگهداري آنالايزرها

تعميرات دستگاههاي معيوب

تعمير آنالايزرهاي آزمايشگاهي

 

انواع آنالايزر

 

هدايت‌سنج الكتريكي Meter) (Conductivity

اندازه‌گيرpH  (pH Meter)

اكسيژن آنالايزر (Oxygen Analyzer)

رطوبت سنج (Moisture Analyzer)

كلر سنج  (Cl2 Analyzer)

آنالايزر TOC  ‏ (Total Organic Carbon)

آنالايزر RVP  (Reid Vapour Pressure)

كروماتوگراف گازي (Gas Chromatograph)

آنالايزر H2S

آنالايزر CO2

 

هدايت‌سنج الكتريكي (MeterConductivity )

 

كاربرد: اندازه‌گيري خلوص آب و غلظت اسيد و باز

محل نصب: واحدهاي آب و بخار و احياي گلايكول

 

ميزان هدايت الكتريكي يك سيال چيزي شبيه به جريان الكتريكي گذرنده از يك فلز زماني كه به دو سر آن اختلاف پتانسيل وصل مي شود است. تفاوت اصلي اين است كه در يك فلز هادي جريان با انتقال الكترونها بوجود مي آيد، ‌در صورتيكه در مايعات جريان با حركت يونها توليد مي‌شود و اين بدان معناست كه هر چه تعداد يونهاي موجود در مايع بيشتر باشد ميزان حركت ذرات باردار در واحد زمان بيشتر و نهايتا جريان بيشتري توليد مي‌شود.

ميزان رسانايي يك مايع با مقاومت الكتريكي رابطه عكس دارد و واحد اندازه‌گيري رسانايي الكتريكي    زيمنس (siemens) است كه برابر است باΩ-1.

رسانايي الكتريكي يك سيال به ميزان ذرات باردار آن سيال يعني يونها و همچنين به سرعت و قابليت حركت آنها  بستگي دارد. قابليت حركت يونها به خودي خود به درجه حرارت محلول وابسته است بنابراين در يك دماي ثابت رسانايي الكتريكي به صورت مستقيم به تجمع ذرات بستگي دارد. براي اندازه گيري دما معمولا از PT100 يا PT1000 استفاده مي شود.

 

انواع سنسورهاي اندازه گيري  رسانايي الكتريكي

القايي -خازني -مقاومتي

سنسور خازني

اين سنسور از دو صفحه استوانه‌اي متحدالمركز تشكيل شده كه درون يكديگر قرار گرفته‌اند و سيال از بين آنها عبور مي‌كند. در هنگام عبور سيال از بين اين دو صفحه سنسور خاصيت خازني پيدا مي‌كند و سيال نقش الكتروليت را دارد (C= ε. d/A)، بنابراين ميزان ذرات باردار سيال بصورت مستقيم روي ظرفيت خازن تاثير مي‌گذارد. با اندازه‌گيري مقدار ظرفيت خازني مي‌توانيم رسانايي الكتريكي را اندازه‌گيري كنيم.

 

سنسور مقاومتي

در اين نوع سنسور دو صفحه وجود دارد كه با عبور سيال از بين آنها عمل جابجايي يونها صورت مي‌گيرد و باعث مي‌شود كه مقاومت بين دو صفحه تغييركند. با اندازه‌گيري مقاومت بين دو صفحه رسانايي قابل اندازه‌گيري است.

 

براي كاليبره كردن ترانسميتر رسانايي الكتريكي مي‌توانيم از دو روش استفاده كنيم:

استفاده از جعبه مقاومت (Resistance Box)

استفاده از محلول استاندارد با رسانايي مشخص

 

از آنالايزر رسانايي الكتريكي بيشتر در واحد يوتيليتي براي اندازه‌گيري ميزان املاح آب در آب بويلر و بخار آن و نيز در واحد آب آشاميدني استفاده مي‌شود.

 

 

 

 

 

 

اموزش انالایزر

نویسنده : مهندس مهدی ذاکر

ایمیل: peya.tashgah@yahoo.com

آنالايزر چيست؟

آنالايزرها دستگاههايي هستند كه مقدار يك ماده را در تركيب بر اساس خواص فيزيكي يا شيميايي آن اندازه‌گيري مي‌كنند و جهت كنترل كيفيت محصول توليدي بكار مي‌روند.

 

وظايف واحد آنالايزر

 

بررسي روزانه آنالايزرها

كاليبراسيون دوره‌اي دستگاهها

نگهداري آنالايزرها

تعميرات دستگاههاي معيوب

تعمير آنالايزرهاي آزمايشگاهي

 

انواع آنالايزر

 

هدايت‌سنج الكتريكي Meter) (Conductivity

اندازه‌گيرpH  (pH Meter)

اكسيژن آنالايزر (Oxygen Analyzer)

رطوبت سنج (Moisture Analyzer)

كلر سنج  (Cl2 Analyzer)

آنالايزر TOC  ‏ (Total Organic Carbon)

آنالايزر RVP  (Reid Vapour Pressure)

كروماتوگراف گازي (Gas Chromatograph)

آنالايزر H2S

آنالايزر CO2

 

هدايت‌سنج الكتريكي (MeterConductivity )

 

كاربرد: اندازه‌گيري خلوص آب و غلظت اسيد و باز

محل نصب: واحدهاي آب و بخار و احياي گلايكول

 

ميزان هدايت الكتريكي يك سيال چيزي شبيه به جريان الكتريكي گذرنده از يك فلز زماني كه به دو سر آن اختلاف پتانسيل وصل مي شود است. تفاوت اصلي اين است كه در يك فلز هادي جريان با انتقال الكترونها بوجود مي آيد، ‌در صورتيكه در مايعات جريان با حركت يونها توليد مي‌شود و اين بدان معناست كه هر چه تعداد يونهاي موجود در مايع بيشتر باشد ميزان حركت ذرات باردار در واحد زمان بيشتر و نهايتا جريان بيشتري توليد مي‌شود.

ميزان رسانايي يك مايع با مقاومت الكتريكي رابطه عكس دارد و واحد اندازه‌گيري رسانايي الكتريكي    زيمنس (siemens) است كه برابر است باΩ-1.

رسانايي الكتريكي يك سيال به ميزان ذرات باردار آن سيال يعني يونها و همچنين به سرعت و قابليت حركت آنها  بستگي دارد. قابليت حركت يونها به خودي خود به درجه حرارت محلول وابسته است بنابراين در يك دماي ثابت رسانايي الكتريكي به صورت مستقيم به تجمع ذرات بستگي دارد. براي اندازه گيري دما معمولا از PT100 يا PT1000 استفاده مي شود.

 

انواع سنسورهاي اندازه گيري  رسانايي الكتريكي

القايي -خازني -مقاومتي

سنسور خازني

اين سنسور از دو صفحه استوانه‌اي متحدالمركز تشكيل شده كه درون يكديگر قرار گرفته‌اند و سيال از بين آنها عبور مي‌كند. در هنگام عبور سيال از بين اين دو صفحه سنسور خاصيت خازني پيدا مي‌كند و سيال نقش الكتروليت را دارد (C= ε. d/A)، بنابراين ميزان ذرات باردار سيال بصورت مستقيم روي ظرفيت خازن تاثير مي‌گذارد. با اندازه‌گيري مقدار ظرفيت خازني مي‌توانيم رسانايي الكتريكي را اندازه‌گيري كنيم.

 

سنسور مقاومتي

در اين نوع سنسور دو صفحه وجود دارد كه با عبور سيال از بين آنها عمل جابجايي يونها صورت مي‌گيرد و باعث مي‌شود كه مقاومت بين دو صفحه تغييركند. با اندازه‌گيري مقاومت بين دو صفحه رسانايي قابل اندازه‌گيري است.

 

براي كاليبره كردن ترانسميتر رسانايي الكتريكي مي‌توانيم از دو روش استفاده كنيم:

استفاده از جعبه مقاومت (Resistance Box)

استفاده از محلول استاندارد با رسانايي مشخص

 

از آنالايزر رسانايي الكتريكي بيشتر در واحد يوتيليتي براي اندازه‌گيري ميزان املاح آب در آب بويلر و بخار آن و نيز در واحد آب آشاميدني استفاده مي‌شود.

 

 

اندازه‌گير  pH

 

كاربرد: اندازه‌گيري خاصيت اسيدي يا قليايي

محل نصب: واحدهاي آب و بخار و احياي گلايكول

PH سنج ميزان اسيدي يا قليايي بودن يك سيال را مشخص مي‌كند و به عبارتي اين سنسور ميزان يونهاي هيدروژن را اندازه‌گيري مي‌كند و در نهايت انرژي شيميايي را به الكتريكي تبديل مي‌كند.

pH = -log10│H+│

سنسور pH به همراه سنسور دما است (معمولا PT100 ) وpH  را در دماي 25 درجه سانتيگراد نشان مي‌دهد و ضريب حرارتي سيال بايد براي جبران حرارتي مشخص باشد. (رنج اندازه گيري pH  بين 0 تا 14 ).

در اكثر صنايع كاربردي و علمي pH توسط ولتاژ اندازه‌گيري شده از سلول شيميايي بدست مي‌آيد. سلول شامل يك الكترود اندازه‌گيري، يك الكترود مرجع و يك المان اندازه‌گيري دما و مايعي كه بايد pH آن اندازه‌گيري شود است. ولتاژ سلول به صورت مستقيم با pH مايع رابطه دارد‌. pH متر ولتاژ را اندازه‌گيري كرده و از فاكتور مستقل دما براي تبديل ولتاژ به pH استفاده مي‌كند. از آنجايي كه سلول امپدانس داخلي بالايي دارد، pH متر نيز بايد امپدانس ورودي بالايي داشته باشد.

 

 

در برخي  از سنسورها، ‌الكترودها و سنسور دما با هم تركيب شده و در يك سنسور قرار دارند كه اين سنسورها اغلب به الكترودهاي تركيبي معروفند.

ولتاژ سلول جمع جبري پتانسيل الكترود اندازه‌گيري، الكترود مرجع و پتانسيل سيال رابط است. پتانسيل الكترود اندازه‌گير فقط به pH محلول وابسته است. پتانسيل الكترود مرجع تحت تاثير pH نيست بنابراين فقط يك ولتاژ ثابت مرجع توليد مي‌كند. پتانسيل سيال رابط به غلظت يونهاي موجود در آن بستگي دارد و تمام موارد ذكر شده وابسته به دما هستند بنابراين pH نيز به دما وابسته است.

 

الكترود اندازه‌گيري

در اين الكترود يك ورقه نازك حساس به pH از جنس نقره و نقره كلرايد وجود دارد و نوك الكترود يك غشاء شيشه‌اي وجود دارد كه بدليل وجود اين غشاء اين الكترود به الكترود شيشه اي نيز معروف است. داخل سنسور يك محلول پتاسيم كلرايد وجود دارد. سيم نقره و نقره كلرايد كه داخل الكترود قرار دارد در تماس با محلول الكترود، يك الكترود مرجع داخلي توليد مي كند كه پتانسيل آن به غلظت كلرايد بستگي دارد. از آنجايي كه غلظت كلرايد محلول ثايت است بنابراين پتانسيل الكترود نيز ثابت مي ماند. پتانسيل كل الكترود اندازه‌گيري شامل الكترود مرجع داخلي به اضافه پتانسيل سطح غشاء شيشه‌اي است. چون پتانسيل الكترود داخلي ثابت است، بنابراين پتانسيل كل فقط تابع pH محلول نمونه است. اگر pH محلول مورد آزمايش ثابت بماند و دما تغيير كند پتانسيل الكترود نيز تغيير مي‌كند. جبران حرارتي يكي از مهمترين قسمتهاي اندازه گيري pH  است.

 

الكترود مرجع

الكترود مرجع شامل يك قطعه سيم نقره كه متصل به كلرايد نقره است و در تماس با محلول كلرايد پتاسيم است كه تمامي آنها در يك محفظه شيشه‌اي يا تيوب پلاستيكي جا گرفته‌اند در خيلي از الكترودهاي مرجع ، مايع پر كننده ژل است نه مايع (aqueous gel). پتانسيل مرجع خارجي توسط محلول كلرايد كنترل مي شود، چون سطح كلرايد ثابت است  پتانسيل الكترود مرجع نيز ثابت مي‌ماند. پتانسيل در صورت تغيير دما تغيير پيدا مي‌كند.

آنالايزر اكسيژن(Oxygen Analyzer )

 

كاربرد: اندازه‌گيري اكسيژن در گازهاي سوختي و نيتروژن

محل نصب: واحدهاي آب و بخار و بازيافت گوگرد و نيتروژن

 

آنالايزرهاي اكسيژن به دو صورت اكسيژن گازي و اكسيژن محلول استفاده مي‌شوند. اكسيژن گازي مي تواند از چند ppm تا چند درصد اندازه‌گيري شود و اكسيژن محلول مي تواند از 0 تا 25 ppm  اندازه‌گيري شود.

كاربرد اكسيژن گازي بيشتر در خروجي (دودكش) كوره‌ها و بويلرها است تا با اندازه‌گيري اكسيژن خروجي، كيفيت سوختن را در بويلر يا كوره مشخص كنند. آنالايزر اكسيژن محلول بيشتر در واحدهاي تصفيه فاضلاب و بازيافت آب صنعتي استفاده مي‌شود.

 

آنالايزر اكسيژن گازي

يكي از متداولترين سنسورهايي كه براي اكسيژن گازي استفاده مي‌شود، سنسور اكسيد زيركونيوم(Zirconium Oxide) است، كه بر اساس رابطه نرنست  (Nernest Equation)كار مي‌كند.

 

U: ولتاژ قابل اندازه گيري (بر حسب mV)        K: ثابت طبيعي

T: دماي مطلق  C: ثابت سلول

R: ثابت گاز      F: ثابت فارادي

P1: فشار نسبي اكسيژن در گاز مرجع    P2: فشار نسبي گاز اكسيژن در گاز نمونه

 

سنسور اندازه‌گيري اكسيژن داراي صفحه الكترودي زيركونيوم  با يك لايه متخلخل از جنس پلاتينيوم  است كه از يك طرف تحت فشار گاز مرجع و از طرف ديگر تحت فشار گاز نمونه قرار مي‌گيرد. داخل سنسور يك گرم‌كننده (Heater) قرار دارد كه دماي سنسور را به 750 درجه سانتيگراد مي‌رساند كه اين دما باعث    مي‌شود كه يونهاي اكسيژن از صفحه الكترود عبور كرده و متناسب با غلظت يونها ميلي ولت توليد مي‌شود.

در يك دماي ثابت، ميزان ميلي ولت توليد شده توسط سنسور به نسبت ميزان فشار نسبي اكسيژن دو طرف صفحه زيركونيوم بستگي دارد. معمولا از هواي ابزار دقيق با (اكسيژن 8/20درصد) براي گاز مرجع استفاده مي‌شود كه بايد تميز و عاري از هر نوع روغن و آلودگي باشد. بنابراين ميزان ولتاژ فقط وابسته به غلظت اكسيژن موجود در گاز نمونه مي‌شود.

داخل سنسور از يك ترموكوپل نيز استفاده مي‌شود كه دماي سنسور را اندازه‌گيري كند و تا زماني كه دماي سنسور به دماي ايده ال (750 درجه) نرسيده دقت اندازه‌گيري پايين است.

زماني كه اكسيژن با غلظتهاي مختلف دو طرف صفحه زيركونيوم قرار مي‌گيرد، يونهاي اكسيژن از سمتي كه فشار نسبي بالا است به سمت فشار كمتر حركت مي‌كنند. مقدار ميلي ولت توليد شده توسط سنسور بصورت معكوس با ميزان اكسيژن پروسس رابطه لگاريتمي دارد، با كاهش غلظت اكسيژن ميزان ميلي ولت توليدي افزايش مي‌يابد.

 

 

 

آنالايزر اكسيژن محلول در آب

اين سنسور براي اندازه‌گيري مداوم اكسيژن محلول در آب استفاده مي‌شود كه در موارد زير بكار مي‌رود:

اندازه‌گيري اكسيژن در حوضچه‌هاي فعال سازي لجن

اندازه‌گيري ميزان اكسيژن در خروجي واحدهاي فاضلاب

اندازه‌گيري و كنترل اكسيژن در حوضچه‌هاي پرورش ماهي

اندازه‌گيري اكسيژن در واحدهاي آب آشاميدني

 

سنسور اندازه‌گيري شامل قسمتهاي زير مي‌باشد:

كاتد

آند

محلول الكتروليت

غشاء ( Membrane )

زماني كه سنسور به ترانسميتر مربوط به آن متصل مي‌شود، از طرف ترانسميتر يك ولتاژ به سنسور بين كاتد و آند اعمال مي‌گردد تا عمل پلاريزاسيون يا قطبي شدن صورت گيرد. سلول شامل يك غشاء نازك است كه فقط به گازهاي محلول در آب اجازه عبور ميدهد و ديگر ذرات محلول موجود در سيال ( مانند مواد يوني ) از غشاء عبور نمي‌كنند.

ملكولهاي اكسيژن بعد از عبور از غشاء نازك به يونهايOH-   تبديل مي‌شوند و نقره آند نيز اكسيد شده و به Ag+ تبديل و  در كاتد تشكيل لايه AgBr مي‌دهد در اثر اين عمل يك جريان يوني ازسمت كاتد به سمت آند بوجود مي‌آيد. در حال تعادل اين جريان متناسب با ميزان اكسيژن محلول است. اين جريان در دستگاه اندازه‌گيري به سيگنال مناسب تبديل شده و روي صفحه نمايش ترانسميتر نشان داده مي‌شود كه واحد اندازه گيري آن معمولا Mg/l  است.

 

روش ديگر اندازه گيري اكسيژن گازي

 

روش  Paramagnetic

اين آنالايزر بر اساس خاصيت Paramgnetic اكسيژن ( به جز اكسيدهاي نيتروژن ) كار مي‌كند. در حالي كه بعضي گازها خاصيت Diamagnetic دارند كه اتمهاي آنها در يك ميدان مغناطيسي يكديگر را دفع مي كنند بر اساس اين خواص دو دسته آنالايزر وجود دارد:

آنالايزر پارامغناطيسي حرارتي

آنالايزر پارامغناطيسي مكانيكي

 

آنالايزر پارامغناطيسي حرارتي

اين آنالايزر بر اساس خاصيت پارامغناطيسي اكسيژن عمل مي‌كند (تمايل اكسيژن براي كمتر مغناطيس شدن در صورت گرم شدن) اين پديده اختلاف فشار القاء شده مغناطيسي در سلول را اندازه‌گيري مي‌كند. تغييرفلوي سلول نمونه (Sample ) حاصل از اختلاف فشار توسط آشكارسازهايي حساس در يك پل وتسون اندازه‌گيري مي‌شود. عدم تعادل در پل متناسب با غلظت اكسيژن يا فشار نسبي است.

 

آنالايزر پارامغناطيسي مكانيكي

اين آنالايزر فشار نسبي اكسيژن را با جابجايي گاز نمونه ( Sample ) غيرمغناطيسي در ميدان مغناطيسي غير همگن اندازه‌گيري مي‌كند.گاز نمونه روي يك صفحه فيبر كوارتز معلق مي‌شود و اكسيژن تمايل به جابجايي به سمت منطقه‌اي دارد كه قدرت ميدان مغناطيسي كمتر است. با اندازه‌گيري جابجايي (نيروي لازم براي جلوگيري از جابجايي) فشار نسبي گاز اكسيژن قابل تشخيص است.

 

 رطوبت سنج (AnalyzerMoisture )

 

كاربرد: اندازه‌گيري آب موجود در گاز و هوا

محل نصب: واحدهاي نم زدايي و هواي ابزار دقيق

 

مقدار رطوبت در گاز تصفيه شده بسيار حايز اهميت است. براي اندازه‌گيري رطوبت روشهاي مختلفي وجود دارد كه به شرح آنها مي‌پردازيم.

 

نقطه شبنم نوري

 در اين روش گاز نمونه از روي يك سطح صيقلي مثل آينه عبور مي‌كند و از يك سيستم نوري نيز براي تشخيص شبنم استفاده مي‌شود بطوريكه يك سنسور نوري نور را به آينه مي‌تاباند و سنسور ديگر در زاويه مخالف نور را دريافت مي‌كند. وقتي گاز از داخل سنسور رطوبت و از روي سطح آينه عبور مي‌كند در يك لحظه سرد مي‌شود و به محض اينكه اولين قطرات شبنم روي سطح آينه ظاهر شد سنسور دوم كه نور را دريافت مي‌كرد بواسطه اينكه روي آينه شبنم تشكيل شده نور دريافت نمي‌كند در اين هنگام دما اندازه‌گيري مي‌شود و سپس دما به نقطه شبنم تبديل مي‌شود. از اين روش براي مقادير كم رطوبت در حد ppm استفاده مي‌شود.

نقطه شبنم بخار تعادلي

 اين روش شامل يك فتيله اشباع شده با يك رطوبت سنج از جنس كلرايد ليتيوم است. دو فلز هادي اطراف سيستم پيچيده شده و يك سنسور دما نيز در آن قراردارد. ولتاژ متناوب پايين نيز به فلزهاي هادي اعمال مي‌شود. عبور گاز از محلول نمكي در فتيله ايجاد گرما مي‌كند. زماني كه دماي بخار تعادلي به حد مطلوب رسيد، آب بخار شده و باعث كاهش فلوي جريان و دما مي‌شود. بخار تعادلي با رطوبت گاز تغيير مي كند، بنابراين مي‌توانيم از طريق دما رطوبت را محاسبه كنيم.

رسانايي الكتريكي

 اين روش براي اندازه‌گيري و كنترل پيوسته رطوبت در جامدات استفاده مي‌شود. در اين روش الكترودها يكي از بازوهاي پل وتسون را تشكيل مي‌دهند كه بصورت غلطك يا استوانه و يا يك صفحه هستند كهSample  از بين الكترودها عبور مي‌كند. رنج اندازه‌گيري اين آنالايزر بين 2 تا 25 درصد است.

خازن

 اين آنالايرز بر اساس خاصيت جذب آب در سنسور خازني كار مي‌كند اين سنسور شامل دو الكترود يكي آلومينيوم آند شده و ديگري  يك لايه نازك طلا است كه به عنوان الكترودهاي آشكار ساز كاربرد دارند. از اين تكنيك مي‌توان براي اندازه‌گيري غلظت ذرات آب از چند ppm تا 2 درصد استفاده كرد.

تغيير فركانس

 اين آنالايزر بر اساس خاصيت جذب آب روي يك رطوبت سنج كار مي‌كند كه اين رطوبت سنج پوشيده شده از يك لايه كريستال كوارتز است كه بر اساس خاصيت جذب پيزوالكتريك كار مي‌كند. اين آنالايزر مي‌تواند رطوبت گازها را از يك تا 250000 ppm  اندازه‌گيري كند.

 

 

آنالايزر كلر(Cl2)

 

كاربرد: اندازه‌گيري كلر در آب

محل نصب: واحدهاي آب و بخار

 

آب آشاميدني، آب مورد استفاده صنايع و آب استحمام بايد با افزودن گاز كلر يا كلراين غير ارگانيك ضد عفوني شود و در عين حال ميزان كلر نيز بايد  اندازه‌گيري و تحت كنترل قرار گيرد. سنسور اندازه‌گيري كلر نيز مانند سنسور اكسيژن محلول است كه شامل آند و كاتد و غشاء مي‌باشد كه اين غشاء فقط به يونهاي كلر اجازه عبور مي‌دهد. زماني كه سنسور به ترانسميتر مربوطه وصل مي‌شود از طرف ترانسميتر به سنسور ولتاژ اعمال مي‌شود كه باعث قطبي شدن الكتروليت مي‌شود و سبب مي‌شود يونهاي كلر از سمت كاتد به سمت آند حركت كرده و يك جريان ايجاد كند و اين جريان متناسب با ميزان و غلظت يونهاي كلر است. كلر موجود در آب به صورت اسيد هيپوكلروس HOCl  در مي‌آيد.

ذرات كلراين عبور كرده از غشاء نازك به يونهاي كلرايد Cl+در آند نقره و هيدروكسي OH- در كاتد طلا تبديل مي‌شوند، هنگامي كه نقره اكسيد شده و به كلريد نقره در آند تبديل مي‌شود الكترونهاي آزاد شده از طرف كاتد به سمت آند رانده مي‌شوند و باعث توليد جرياني مي‌شود كه در شرايط ثابت و پايدار اين جريان متناسب با غلظت كلراين آزاد در آب مي‌باشد.

 

آنالايزرTOC  ( Total Organic Carbon )

 

كاربرد: اندازه‌گيري ميزان مواد ارگانيك

محل نصب: واحد آب و بخار

اين آنالايزر در واحد روغن زدايي (De-oiling ) استفاده مي‌شود.  بخار مصرفي كل پالايشگاه پس از مصرف و از دست دادن انرژي سرد شده و از تمامي واحدها جمع‌آوري مي‌شود و بسوي اين واحد فرستاده مي‌شود. بخار سرد شده پس از فيلتر شدن و گرفتن مواد زايد براي مصرف مجدد و تعيين ميزان مواد ارگانيك و غير ارگانيك (كربن) وارد اين واحد مي‌شود. مراحل انجام كار به ترتيب زير مي‌باشد.

 

1- حذف كربنهاي غير ارگانيك

نمونه پس از ورود به آنالايزر با استفاده از اسيد فسفريك به كربنهاي غير ارگانيك محلول در  CO2  تبديل مي‌شود كه از محلول جدا شده و بصورت حباب هوا از محلول خارج مي‌شود.

 

2- افزودن  اكسيدكننده

بعد از اينكه نمونه (sample) از كربنهاي غير ارگانيك تهي شد وارد محفظه مخلوط‌كننده(MixingChamber) مي‌شود و يك اكسيدكننده قوي (سديم پر سولفات) به آن اضافه مي‌شود.

 

3- تابش اشعه ماوراي بنفش ( UV )

اين عمل در دماي پايين تحت اشعه ماوراي بنفش صورت مي‌گيرد كه Sample در يك لوله بنام راكتور قرار مي‌گيرد در اين حالت اكسيژن با كربن ارگانيك واكنش مي‌دهد و توليد CO2 مي‌كند.

 

 4- اندازه‌گيري

اندازه‌گيري براساس جذب اشعه مادون قرمز توسط ملكولهاي CO2 صورت مي‌گيرد.

ميزان نور جذب شده توسط رابطه Beer – Lambert بدست مي‌آيد.                 

              

I0: شدت نور رسيده به سنسور در غياب CO2 در مسير نور

 I: شدت نور رسيده به سنسور در حضور CO2 در مسير نور

 L: مسير نور

 C: غلظت CO2 در محفظه گاز

 : K ضريب Extention ملكولي كه يك ثابت فيزيكي از CO2 است

 

آنالايزرسنجش فشار بخار (RVP Analyzer)

 

كاربرد: اندازه‌گيري فشار بخار ميعانات گازي

محل نصب: واحد تثبيت ميعانات گازي

 

آنالايزر RVP (Reid Vapor Pressure) براي اندازه‌گيري مقدار تبخير مايعات فرار استفاده مي‌شود. جهت اندازه‌گيري فشار بخار مايعات روشهاي مختلفي وجود دارد كه يكي از آنها روش Reid است كه در اينجا استفاده مي‌شود. در اين روش حجم مشخصي از مايع (3 ml) با دماي 0°C (32°F) در يك ظرف به حجم 5 برابر مايع تزريقي (15 ml)  ريخته مي‌شود سپس دما را به 37.8° C (100° F) مي‌رسانيم. مقدار ماده بخار شده باعث تغيير فشار ظرف در بسته مي‌شود كه اين فشار نشان‌دهنده مقدار RVP مي‌باشد كه با يك فشارسنج اندازه‌گيري مي‌شود.

براي كاليبراسيون RVP دو مرحله وجود دارد:

1. كاليبراسيون الكتريكي: براي انجام اين كاليبراسيون RTDها و سنسور فشار را همانند RTD و ترانسميترهاي فشار كاليبره مي‌شود.

2. كاليبراسيون با محلول استاندارد: در اين مرحله از مايعاتي كه مقدار RVP آنها مشخص مي‌باشد بعنوان ورودي دستگاه استفاده مي‌شود و مقدار اندازه‌گيري دستگاه با مقدار RVP مايعات مقايسه شده و در صورت تفاوت مقدار آن تصحيح مي‌شود.

 

كروماتوگراف گازي (GC)

 

كاربرد: اندازه‌گيري ميزان  H2S و SO2

محل نصب: واحد بازيافت گوگرد

 

كروماتوگرافي روشي است براي جداسازي ذرات متفاوت از يك تركيب شيميايي بر پايه اصول جذب فيزيكي. كروماتوگرافي تركيبي است از جداسازي،  تشخيص، اندازه‌گيري.

تكنيك كروماتوگرافي شامل كروماتوگرافي كاغذ، كروماتوگرافي لايه نازك، كروماتوگرافي مايع و گاز است. كروماتوگرافي گاز يكي از متداولترين نوع آنالايزر است كه در آناليز پيوسته گازها استفاده مي‌شود.

 

سيستم GC از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

بخش مكانيكي: شامل ستونهاي جداكننده، شيرهاي چند راهي و هيتر است.

Program: كه معمولا از آنالايزر جدا است و كار زمانبندي تمام توابع آناليزكننده مانند تزريق نمونه، Backflush و Colum Switching بر عهده آن است.

Recorder: اين قسمت شامل يك سري نمودار و بارگراف است كه پيك هاي اين نمودارها شامل مواد تجزيه شده به همراه مقدار آنها است.

آشكار ساز (Detector): قسمت مهمي از آنالايزر كه كار آشكار سازي و تشخيص را بر عهده دارد و داراي انواع مختلفي است : FID ، FPD و TCD .

 

 جريان گاز در سيستم كروماتوگرافي در نمودار زير نشان داده شده است:

انواع آشكارساز

TCD (Thermal Conductivity Detector)

اين نوع آشكارساز بر اساس خاصيت رسانايي حرارتي كار مي‌كند كه گاز مورد آزمايش پس از جدا شدن در ستونهاي جداسازي وارد آشكارساز مي‌شود. اين آشكارساز شامل يك پل وتسون است كه دو بازوي آن مرجع و دو بازوي ديگر پل اندازه‌گير هستند. بازوهاي پل در مجاورت گاز قرار دارند كه در اثر عبور گاز و تبادل حرارت با بازوي پل مقاومت بازو تغيير مي‌كند. گاز هيدروژن به عنوان گاز مرجع استفاده مي‌شود. مقدار سيگنالي كه پل در اثر عدم تعادل توليد مي‌كند متناسب با غلظت گاز در حال اندازه‌گيري است.

 

 

FID (Flame Ionization Detector)

اين نوع آشكارساز بيشتر براي مواد ارگانيك استفاده مي‌شود بطوريكه ماده ارگانيك در يك شعله مي‌سوزد كه اين شعله از سوختن هيدروژن در اكسيژن و ماده ارگانيك حاصل مي‌شود. در هنگام سوختن ماده ارگانيك در نوك شعله يونهايي تشكيل مي‌شود كه اين يونها توسط يك سلول حساس جمع‌آوري و شناسايي مي‌شود. در اثر جابجايي يونها بين شعله و الكترود جمع‌كننده جرياني توليد مي‌شود كه ميزان اين جريان متناسب با غلظت ماده در حال اندازه‌گيري است.

FPD (Flame PHotometric Detector)

اين نوع آشكارساز نيز بر اساس سوختن گاز نمونه در گاز هيدروژن و اكسيژن انجام مي‌شود. در اثر سوختن گاز نمونه تركيبات مختلف رنگهاي مختلفي توليد مي‌كنند كه اين رنگها توسط سنسور نوري  قابل تشخيص هستند بنابراين متناسب با هر رنگ ماده تجزيه شده قابل تشخيص و اندازه‌گيري است.

 

 

 

 

آنالايزر H2S كاغذي :

كاربرد: اندازه‌گيري ميزان هيدروژن سولفوره گاز

محل نصب: واحدهاي شيرين‌سازي

 

اين آنالايزر از كاغذ استات سرب براي آشكارسازي استفاده مي‌كند بطوريكه كاغذ استات سرب در برابر گاز H2S تغيير رنگ مي‌دهد. سيستم كار به اين صورت است كه يك رول كاغذ استات سرب در مجاورت گاز نمونه قرار مي‌گيرد و از طرف يك منبع نور دو پرتو نور به كاغذ يكي قبل از تماس گاز و يكي بعد از تماس با گاز مي‌تابد. چون كاغذ در تماس با غلظتهاي مختلف گاز H2S رنگهاي مختلفي توليد مي‌كند اين رنگها توسط پرتو نور دوم تشخيص داده مي‌شود. از اين روش براي گاز H2S با درصدهاي بالا استفاده مي‌شود و دقت پاييني دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

آنالايزر CO2

 

كاربرد: اندازه‌گيري ميزان دي‌اكسيد كربن گاز

محل نصب: واحدهاي شيرين‌سازي

 

آنالايزر CO2 مقدار دي‌اكسيد كربن گاز شيرين شده را اندازه‌گيري مي‌كند.روش اندازه‌گيري بدين صورت است كه اشعه مادون قرمز از گاز نمونه عبور داده مي‌شود و ميزان جذب اين اشعه نشان‌دهنده مقدار دي‌اكسيد كربن در نمونه است.

 

نمودار جريان گاز درآنالايزر دي‌اكسيد كربن در نودار زير نشان داده شده است.

                                                                               دانلود به صورت pdf