[实用新型]一种在线含硫分析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分析仪器，尤其涉及一种在线含硫分析装置。

背景技术

目前，国际社会对石油化工产品尤其是油类产品（如汽油、柴油、润滑油等）中硫含量的限制管控已成为环保重点。燃油中如含有过高的硫，易与溶解在油中的空气发生氧化反应，降低燃油的稳定性。在燃油燃料过程中，硫亦会降低有毒排放物的转化，造成发动机燃料系统腐蚀。此外，硫燃烧生成的二氧化硫也严重污染自然环境。由此可见，控制好燃料油中硫含量是非常重要的，各国也都在提高汽柴油油品标准并加快油品升级工作。硫含量是原油及其产品中一个重要的指标，也是石油产品及其转化排放气体中必须严格控制的指标。硫含量在线监测对改善石油加工过程及提高油品质量都具有重要意义。

硫分析监测的对象包括三个方面：原油和成品油、硫回收过程的气体、工业烟气及大气。硫检测的方法通常有以下几种：1.库仑滴定法（US2008250846A1）2.醋酸铅法3.示波极谱法4.化学发光法5.紫外荧光法6.X射线荧光法（US4577338）。其中，库伦滴定法、醋酸铅法、化学发光法和紫外荧光法都需要对样品中硫元素进行转化，配以电解液、反应室、醋酸铅带、臭氧、紫外光等对转化物质进行定量，从而确定硫含量。示波极谱法是利用被测物质在电极上的氧化还原反应产生的扩散电流进行分析，过程中需要电解质。以上方法操作较为复杂冗长，而且常涉及高温反应、燃烧、加氢等不利于石油化工生产现场防爆安全的步骤。

X射线荧光法（X-ray Fluorescence Spectrometer，简称XRF）是一种非接触的无损测量方法，直接测量试样，测量过的试样不发生变化。相比而言，其它方法需要与氧气、臭氧或氢气反应、燃烧、试样传送、稀释等步骤，流程复杂，造成测量误差的因素较多。XRF方法及其测试仪器由于简单可靠，干扰因素小，操作方便，而且检出限很低（理论能达到10^-15克），已成为石化生产过程中使用的一种主要的油品元素分析方法。X射线荧光法作为一种成熟的材料成分表征手段，已经应用在多种行业领域中，其能够测定油品中多种元素成分，既能检测镁硫这样的轻元素，又能检测如铁、钴、镍、铅甚至铀这样的重元素。

目前XRF的离线静态测试设备很多，国内外多家实验分析设备制造商均有自主品牌的XRF分析仪（JP1214748A，CN201020675273，CN200920068390，US2004213373A1），但能够成功制作石油化工产品生产和检测用的在线硫元素分析仪的厂商并不多，目前市场上主要有日本Horiba（堀场的SLFA-2800）、DKK-TOA，美国XOS（Sindie Online和TurnKey系列）、Hach(SAC-200和HSAC-2000)公司。这些在线设备在测量过程中，均是长距离地将管道内样品引入到设备的分析单元，配置控制器对电源、X光源和探测器、各阀门进行控制。为保证样品流动性，需要配置低压热蒸汽伴热；为各单元及整体达到防爆要求，需要消耗气体进行正压吹扫；同时，为保证探测器正常工作，需要通冷却水或冷却气体。多路单元和管线连接使得整体体积和重量大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供了一种无伴热、无需冷却介质、无需消耗气体正压吹扫、占据空间小的在线含硫分析装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种在线含硫分析装置，所述装置包括测量管道、X射线信号发生器、探测器、压力传感器、防护腔体和控制单元；所述防护腔体与测量管道固定连接；所述X射线信号发生器、探测器、压力传感器均嵌装在防护腔体上；所述测量管道为呈120～170度弯管，弯曲外弧的管道壁上设置有探测窗口；所述探测窗口为弯曲管道侧切面微小开孔；所述X射线信号发生器和探测器在探测窗口的同侧；所述控制单元设置在防护腔体的外侧，其分别与探测器和压力传感器相连。

其中测量管道角度太小，管道弯曲得太高，且加工窗口时精度要求过高；角度太大，加工面太长，导致加工效率明显下降，120～170度范围内便于制作。

控制单元即为即控制电路板，连接信号发生器控制其开关，监测其工作参数；连接压力传感器采集其监测信号并通过开关量控制进样阀门，另外还可连接其它用途传感器采集温湿度等参数、控制其它器件、传输不同制式信号等。它与电脑直接连接，操作人员通过控制板可以监测控制各单元。

压力传感器实时监测防护腔体内压力以保护设备安全，当窗口泄露，压力超标时，传感器的反馈信号会通过控制单元切断进样阀门以保证安全。