PVC生产中氯气和氯化氢的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种ＰＶＣ生产中氯气和氯化氢的检测装置，包括紫外／可见分光光谱气体分析仪、以及依次相连的采样装置、除水装置组成；所述紫外／可见分光光谱气体分析仪包括紫外／可见光源、气体室、光谱仪和分析单元，所述检测装置还包括二级光谱消除模块。本实用新型专利技术具有可连续实时监测、测量精度高、响应速度高、成本低等优点，可广泛应用在聚氯乙烯的生产工艺中。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气体在线检测，特别涉及一种PVC生产中氯气和氯化氢的检测装置。
技术介绍
PVC(Polyvinylchlorid，主要成分是聚氯乙烯)是一种很重要的塑料，应用也 很广泛，其生产主要分三个步骤氯气和氢气反应生成氯化氢；氯化氢与乙炔反应生成氯乙烯；氯乙烯经聚合反应后生成聚氯乙烯。在目前的生产工艺中，氯气和氢气的反应往往不充分，氯化氢中还含有一 些未经反应的或过量的氯气，这会给PVC生产带来严重影响在氯乙烯反应炉 内，氯化氢中的氯气会与乙炔发生剧烈反应，生成不稳定、易分解的氯乙炔， 氯乙炔又分解生成氯化氢和碳，在反应过程中释放出大量的热量，导致爆炸燃 烧事故，此类事故易发、频发，对装置的安全生产和稳定运行造成了很大的威 胁。为了防止爆炸事故的发生，可以采用如下解决方案在合成氯化氢气体时， 向反应炉内通入过量的氢气，减少反应炉内氯气的残余量；这样，进入氯乙烯 反应炉中的氯化氢中不再含有氯气。这种解决方案在一定程度上防止了爆炸事 故的产生，但降低了氯化氢气体的合成率，并浪费了大量的氢气，同时也降低 了氯化氢气体的纯度。这也是许多企业不愿采用这种技术的原因。基于以上原因，就有必要实时监测氯化氢、氯气的浓度，进而去调整PVC 的生产工艺，对PVC的生产有重要的指导意义。中国专利CN101210900A公开了一种氯化氢合成过程中游离氯在线检测工 艺与装置，应用在PVC生产中。检测的基本原理为将氯化氢反应炉中的氯化 氢通过取样口和阀门进入检测装置内，检测装置内装有电解液和电极。当氯化氢气体中含有微量氯气时，在电极间产生的电位超过基准电位，电位差信息送至DCS，通过DCS发出警报，并自动增大氯化氢生产时氢气的输入量或减小氯 气的输入量，以消除氯化氢气体中的过量或未反应的氯气。上述检测技术能够在线检测氯化氢气体中是否包含氯气，但还存在诸多不 足，如1、 上述检测技术只是一种定性分析技术，只能检测氯化氢气体中是否含有 氯气，并不能实时测量氯化氢中氯气的浓度，也不能测量氯化氢的浓度，对PVC 生产的指导意义并不大。2、 响应时间长，不能实现实时检测，测量结果滞后严重，对生产安全预警 和工业生产控制提供的帮助很有限。3、 测量成本高氯化氢气体中通常含有一定量的水蒸气，氯化氢气体在水蒸气的环境下具 有强腐蚀性；而且，在取出并测量的过程中，取样气体的温度处于常温，气体 中的水蒸气会冷凝为液态水，氯化氢气体溶于液态水形成具有强烈腐蚀性的盐 酸。因此，检测装置容易被腐蚀坏，显著地降低了检测装置的使用寿命。每次检测后都要更换电解液，还需使用水去清洗电极，提高了测量成本。4、 每次检测后排出的电解液污染环境。目前，基于OMA (Optical Multi-channel spectral Analysis)技术的分光光谱 气体分析仪应用在气体测量中，如石化化工、污染源排放监测、大气环保监测 等领域中的气体浓度测量。OMA技术的基本原理为以具有一定波长范围的光作为测量光，测量光穿 过待测气体，并在特定波段被吸收；采用分光技术，对被吸收的光光进行分光， 获取对应各波长的多通道光谱能量序列；分析测量光在选定波段的吸收，利用 比尔-朗伯定律得到待测气体的浓度等参数。OMA技术具有诸多优点，如响应 时间很短，可以达到毫秒级，可以实现实时、连续测量；可以同时测量多个气 体组分，动态范围大，支持自动量程切换；测量精度高。目前，在应用OMA技术测量HCl中，如污染源排放中HC1的监测，选择 的吸收波段通常在185-200nm范围内。在应用OMA技术测量Cl2中，如大气环保中Cl2的监测，选择的吸收波段 通常在270-450nm范围内。在氯碱行业的PVC生产工艺中，需要实时分析HCl及微量Cl2的浓度，然而测 量环境较为恶劣1、 由于微量水的存在，测量气有强烈腐蚀性；2、 待测气体HCl和Cl2浓度差异极大，HC1浓度范围在86 96X，而Cl2 浓度仅若干ppm。为了同时测量PVC生产工艺中HC1及微量Cl2的浓度，申请人使用了基于 OMA技术的分光光谱气体分析仪，并且还使用185-450nm内的测量光；但在应 用当中，出现了诸多技术难点，如1、 高浓度HCl对185-200nm波段的测量光吸收非常强，即使测量光程设计 为lcm,吸收也超过50%，造成吸收后的光谱能量非常微弱，增加了测量难度， 甚至无法测量。2、 微量Cl2对波段270-450nm内测量光的吸收非常弱，即使测量光程设计 为100cm，最大吸收波长上吸收也不足1%，吸收前后的光谱能量变化非常小， 增加了测量的难度。由上可见，高浓度HCl和微量Cl2对测量光程的需求相差大，增加了测量难度。3、 由于测量气含有微量水分，因此具有强烈腐蚀性，严重縮短了分析仪的 使用寿命，相应地提高了测量成本。4、 在测量过程中还发现测量气中还携带一些不明颗粒物进入测量室，经分 析研究发现这些颗粒物不仅吸收了测量光，而且还污染、腐蚀测量室，大大縮 短测量室的使用寿命。5、 在185-450nm范围内，常规分光元件在这么宽的波段使用，都会出现二 级光谱与一级光谱间的重叠，从而引入HCl及微量Cl2测量间的交叉干扰，严重 影响了测量精度。基于上述技术难点的存在，常规的基于OMA技术的分光光谱气体分析仪还 没能应用在氯碱行业PVC生产工艺中HC1及微量Cl2浓度的同时检测中。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本技术提供了一种响应速度高、测量精度高、能实现在线连续检测、测量成本低、结构简单的PVC生产中氯气和氯化氢的检测装置。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种PVC生产中氯气和氯化氢的检测装置，包括紫外/可见分光光谱气体分 析仪、以及依次相连的采样装置、除水装置组成；所述紫外/可见分光光谱气体 分析仪包括紫外/可见光源、气体室、光谱仪和分析单元，所述检测装置还包括二级光谱消除模块。作为优选，所述紫外/可见光源的输出光波长范围覆盖185 450nm。 作为优选，所述除水装置包括气液分离器、气态水滤除装置 作为优选，所述检测装置还包括设置在气体室上的加热装置。 作为优选，所述二级光谱消除模块是设置在光谱仪内的二级光谱消除件。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果本技术克服了 OMA技术应用在PVC工艺中同时测量HC1和Cl2中遇 到的所有技术难点，如吸收率、HCl和Cl2测量间的交叉干扰、强腐蚀性、测量 光程等问题，创造性地将OMA技术应用于PVC工艺中HC1和Cl2浓度的同时 检测中，实现了1、 应用的分光光谱气体分析技术显著提高了探测灵敏度以及测量精度，可 同时、连续地测量HC1和Cl2的浓度。为氯化氢的合成提供准确及时的技术参数， 大大提高了 HC1的合成效率和纯度，也减少了氢气的浪费。2、 响应时间短，可以达到毫秒级，实现了HCl和Cl2浓度的在线连续测量。 对可能出现的Cl2过量现象及时发现，并做出有效应对，大大提高了生产系统的 安全性，降低了能耗。3、 测量下限低，可以测得浓度为ppm级的氯气。4、 所述监测系统结构简单，可靠性高，可自动检测HCl和Cl2的浓度，工程维护量小。65、 所述监测系统的成本较低，运行成本很低，只消耗很低的电能。6、 测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＰＶＣ生产中氯气和氯化氢的检测装置，其特征在于：包括紫外／可见分光光谱气体分析仪、以及依次相连的采样装置、除水装置；所述紫外／可见分光光谱气体分析仪包括紫外／可见光源、气体室、光谱仪和分析单元，所述检测装置还包括二级光谱消除模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李霞，顾海涛，陈生龙，韩双来，韦俊峥，
申请(专利权)人：聚光科技杭州有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]