一种氨气中微量氧含量的测定系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氨气中微量氧含量的测定系统，包括减压阀和微量氧分析仪，还包括：水洗瓶；气水分离器；干燥瓶；第一连接管道，其一端与减压阀相连接，另一端插入脱盐水中，该第一连接管道上配置有第一流量计；氮气代换管道，该氮气代换管道插入水洗瓶中并位于脱盐水液面之上，该氮气代换管道上配置有第二流量计；第二连接管道，其一端位于脱盐水液面之上，另一端与气水分离器相连接；第三连接管道，其一端与气水分离器相连接，另一端与干燥瓶的下端相连接；第四连接管道，其一端与干燥瓶的上端相连接，另一端与微量氧分析仪相连接。采用本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统，能够保证微量氧含量的测定精度。
【专利说明】一种氨气中微量氧含量的测定系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金领域中微量氧含量的测量系统，尤其涉及一种氨气中微量氧含量的测定系统。
【背景技术】
[0002]取向硅钢的渗氮工艺中，渗氮气氛一般由氢气、氮气、氨气组成,这其中氨气的含量和纯度，对最终渗氮效果的影响非常大，为了保证渗氮效果，就必须对氨气纯度有高精度的测定。
[0003]目前，对氨气中微量氧含量的测定是通过微量氧分析仪进行的，如图1所示，现有的氨气中微量氧含量的测定系统包括减压阀1、微量氧分析仪2，将样气通过减压阀I进行减压，使其压强符合微量氧分析仪的压强容许范围，然后通入微量氧分析仪2进行测定。其中，所使用的微量氧分析仪是市面可售的设备，一般有燃料电池法微量氧分析仪和氧化锆微量氧分析仪两种，其工作原理都是利用氧气和分析仪中的溶液、传感器反应后，测量电势变化，从而得到氧含量的数值。
[0004]但是，该种结构的测定系统存在以下缺陷:
[0005]1、氨气是采用液氨纯化蒸馏工艺得到，因此氨气中会含有少量水分，会污染微量氧分析仪的氧传感器，影响系统的测量稳定性，难以保证测量精度。
[0006]2、氨气是一种腐蚀性气体，若直接将其通入微量氧分析仪会造成仪器内部氧传感器等部件腐蚀损坏，减少微量氧分析仪的使用寿命。
实用新型内容
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供一种氨气中微量氧含量的测定系统，其能够提高测量数据的准确性，且能够防止微量氧分析仪受腐蚀损坏。
[0008]为实现上述目的，本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统，包括与氨气源连接的减压阀和用于测量微量氧含量的微量氧分析仪，其还包括:
[0009]水洗瓶,其内部装有脱盐水；
[0010]气水分离器；
[0011]干燥瓶，其内部装有干燥剂；
[0012]第一连接管道，其一端与所述减压阀的输出端相连接，另一端插入所述脱盐水中，该第一连接管道上配置有第一流量计；
[0013]用于输送氮气的氮气代换管道，该氮气代换管道插入所述水洗瓶中并位于所述脱盐水的液面之上，该氮气代换管道上配置有第二流量计；
[0014]第二连接管道，该第二连接管道一端插入所述水洗瓶中并位于所述脱盐水液面之上，另一端与所述气水分离器的下端相连接；
[0015]第三连接管道，该第三连接管道的一端与所述气水分离器的上端相连接，另一端与所述干燥瓶的下端相连接；[0016]第四连接管道，该第四连接管道的一端与所述干燥瓶的上端相连接，另一端与所述微量氧分析仪相连接。
[0017]优选地，本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统还包括:
[0018]第一排水管道，与所述气水分离器的下端相连接；
[0019]第二排水管道，与所述水洗瓶的下端相连接，该第二排水管道上设置有排水电磁阀；
[0020]泄氨池，用于承接所述第一排水管道以及所述第二排水管道排出的水。
[0021]优选地，还包括用于为所述水洗瓶供给脱盐水的补水管道，该补水管道上配置有补水电磁阀。
[0022]采用本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统，样气要经过水洗瓶的水洗、气水分离器的分离净化以及干燥瓶的脱水后才通入微量氧分析仪进行分析测定，因此能够保证送入微量氧分析仪的气体是干燥且无腐蚀性的，保证微量氧含量的测定系统的稳定性以及测定数据的精确性，并且能够防止微量氧分析仪受腐蚀损害，延长了微量氧分析仪的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为现有技术的氨气中微量氧含量的测定系统的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图，对本实用新型的结构以及工作原理等作进一步的说明。
[0027]图2为本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统的结构示意图，如图所示，本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统主要包括:减压阀1、水洗瓶3、氮气代换管道6、气水分离器4、干燥瓶5、微量氧分析仪2、第一连接管道7、第二连接管道8、第三连接管道
9、第四连接管道10、补水管道13、第一排水管道12、第二排水管道11以及泄氨池14。
[0028]减压阀I的输入端与氨气源连接，水洗瓶3与减压阀I之间设置有第一连接管道7，第一连接管道7的一端与减压阀I的输出端相连接，另一端插入水洗瓶3内的脱盐水中，第一连接管道7上配置有用于测量样气流量的第一流量计701。
[0029]水洗瓶3中装有脱盐水，由于I体积的水能够溶解700体积的氨气，而样气的主要成分为氨气，因此能够根据样气的体积，计算出所需要的脱盐水的体积。水洗瓶3连接有用于补充脱盐水的补水管道13以及用于排水的第二排水管道11。其中，第二排水管道11的一端与水洗瓶3的下端相连接，另一端通向泄氨池14，且该第二排水管道11上配置有排水电磁阀15，补水管道13上配置有补水电磁阀16。使用过程中，如果水洗瓶3中的脱盐水中氨气溶解量趋于饱和，则可以打开排水电磁阀15，将趋于饱和的脱盐水排入泄氨池14中，然后关闭排水电磁阀15，打开补水电磁阀16对水洗瓶3进行补水，这样，利用第二排水管道11与补水管道13能够及时补充和更换水洗瓶3中的脱盐水，保证水洗效果。
[0030]用于进行氮气代换的氮气代换管道6插入水洗瓶3中并位于脱盐水液面之上，该氮气代换管道6上配置有用于测量氮气流量的第二流量计601。[0031]气水分离器4与水洗瓶3之间设置有第二连接管道8，该第二连接管道8 —端插入水洗瓶3中并位于脱盐水液面之上，另一端与气水分离器4的下端相连接。气水分离器4的下端设置有第一排水管道12，用于将分离出的水排出。
[0032]干燥瓶5的下端通过第三连接管道9与气水分离器4的上端相连接，干燥瓶5的上端通过第四连接管道10与微量氧分析仪2相连接。干燥瓶5中装有大量的干燥剂，作为一种优选，本实用新型中，干燥剂选择变色硅胶。采用变色硅胶，便于观察干燥剂的使用程度，以便及时更换。
[0033]为防止环境污染，本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统还包括一泄氨池14，用于承接第一排水管道12以及第二排水管道11排出的废水。
[0034]图3为本实用新型的氨气中微量氧含量的测定系统的工作流程图，如图所示，该测定系统工作流程为:
[0035]S1:减压。
[0036]将样气(即纯化蒸馏后产生的氨气)通过减压阀2进行减压，然后经由第一流量计701测量后输入至水洗瓶3。
[0037]S2:水洗吸氨。
[0038]首先，根据通入减压阀的样气体积计算出所需脱盐水的体积，并将脱盐水装入水洗瓶3内。通过第一连接管道7将样气通入脱盐水中后，由于氨气在水中的溶解度极高，样气中的氨气将全部被脱盐水吸收，从而在水洗瓶3内脱盐水液面上方只剩下极少量的氧气以及水蒸气。
[0039]在该步骤中，当脱盐水中的氨气趋于饱和时，打开排水电磁阀15，将水洗瓶3中的废氨水通过第二排水管11排入泄氨池14。然后，关闭排水电磁阀15，打开补水电磁阀16，为水洗瓶3补水。
[0040]S3:氮气代换。
[0041]样气经过水洗后氨气成分全部溶于水，在水洗瓶3内脱盐水液面上方仅为剩余的少量氧气以及水蒸气。此时，将与样气体积相同的高纯氮气(99.9999%高纯氮气)通入氮气代换管道6，经由氮气代换管道6进入水洗瓶3，此时，将所通入的高纯氮气的压强控制在与减压后样气的压强一致，并保证氮气的流量与样气的流量相同，此时高纯氮气既作为系统置换气体，完成氮气代换，同时作为载气，进行传输。此步骤后，样气的主要成分变为氮气、水蒸气以及氧气。
[0042]S4:气水分离。
[0043]氮气代换后的样气通过第二连接管道8进入气水分离器4中。本实用新型所使用的气水分离器4带有4组冷凝片，样气在气水分离器4中通过降速、碰撞、变向、凝聚等过程，样气中的水蒸气和固体颗粒物被除去，从而实现气水分离，样气得到净化。所分离出的水不定期地通过第一排水管道12，排入泄氨池14中。
[0044]S5:样气干燥。
[0045]经过气水分离后的样气通过第三连接管道9进入干燥瓶5中。干燥瓶5中装有大量的干燥剂，用于吸收样气中残留的水蒸气。
[0046]S6:氧含量分析。
[0047]经过干后的样气经过第四连接管道10通入微量氧分析仪2进行分析测定。[0048]S7:排放。
[0049]测量结束后的样气不含有毒气体，直接排放。
[0050]经过以上步骤，样气中的氨气全部被脱盐水吸收，并经过了气水分离器和干燥瓶的双重脱水，除去了样气中的水分，使最终进入微量氧分析仪的气体既不含有水蒸气，也不含腐蚀性气体，不会污染微量氧分析仪中的氧传感器，保证测定系统的稳定性，提高了测定的精度。
[0051]综上，本实用新型的这种测定系统，样气经过多个步骤的处理，保证了测量数据的准确性，同时，该测定系统使用方便。
【权利要求】
1.一种氨气中微量氧含量的测定系统，包括与氨气源连接的减压阀和用于测量微量氧含量的微量氧分析仪，其特征在于，还包括: 水洗瓶，其内部装有脱盐水； 气水分离器； 干燥瓶，其内部装有干燥剂； 第一连接管道，其一端与所述减压阀的输出端相连接，另一端插入所述脱盐水中，该第一连接管道上配置有第一流量计； 用于输送氮气的氮气代换管道，该氮气代换管道插入所述水洗瓶中并位于所述脱盐水的液面之上，该氮气代换管道上配置有第二流量计； 第二连接管道，该第二连接管道一端插入所述水洗瓶中并位于所述脱盐水液面之上，另一端与所述气水分离器的下端相连接； 第三连接管道，该第三连接管道的一端与所述气水分离器的上端相连接，另一端与所述干燥瓶的下端相连接； 第四连接管道，该第四连接管道的一端与所述干燥瓶的上端相连接，另一端与所述微量氧分析仪相连接。
2.如权利要求1所述的氨气中微量氧含量的测定系统，其特征在于，还包括: 第一排水管道，与所述气水分离器的下端相连接； 第二排水管道，与所述水洗瓶的下端相连接，该第二排水管道上设置有排水电磁阀； 泄氨池，用于承接所述第一排水管道以及所述第二排水管道排出的水。
3.如权利要求1所述的氨气中微量氧含量的测定系统，其特征在于，还包括用于为所述水洗瓶供给脱盐水的补水管道，该补水管道上配置有补水电磁阀。
【文档编号】G01N1/28GK203405363SQ201320460576
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】刘常青, 宋键, 宋俊, 周浩梁, 倪建春, 黄雪松 申请人:宝山钢铁股份有限公司