样品处理系统各组成部分的功能及其设计概述

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1样品处理系统的基本要求及分类样品处理系统 Sample handling system是将-台或者多台在线分析仪器与样品的取样点和排放点连接起来的系统。它可以使分析仪器在最短的滞后时间内得到有代表性的样品，样品的状态(包括温度、压力、流量、清洁程度)要适合分析仪所需要的操作条件。

当在线分析仪器的传感元件不直接安装在工艺管道或设备中时，都需要配备样品处理系统。样品处理系统不同于分析仪器，它不是-种定型的产品，每套系统的设计都是根据特定的分析仪应用对象而单独设计的，所以无批量性可言。对样品处理系统的基本要求可归纳如下：使分析仪得到的样品与管线或设备中源流体的组成和含量-致；样品的消耗量最少 ；易于操作和维护；能长期可靠工作；系统构成旧能简单；采用快速回路以减少样品传送滞后时间。

样品处理系统-般分为样品前处理系统和样品预处理系统。样品处理通常在样品取出点之后立即进行和/或紧靠分析仪之前进行，为了便于区分，习惯上把前者叫做样品初级处理或前处理，而把后者叫做样品的预处理或主处理。初级处理单元对取出的样品进行初级处理，使样品适合于传输，缩短样品的传送滞后，减轻预处理系统的负担，如减压、降温、除尘、除水、汽化等。预处理系统对样品做进-步处理和调节，如湿度、压力、流量的调节 、过滤 、除湿、去除有害物等，安全泄压、限流和流路切换-般也包括其中。

2样品处理系统的基本功能样品处理系统可以实现样品提娶样品传输、样品处理和样品排放这些基本功能，上述基本功能也是样品处理系统的主要构成环节和样品在系统中的基本流程，除此之外，样品处理系统还具有以下附加功能：样品流路切换、公用设施的提供和样品系统的性能监测和控制。

2.1样品提龋取样点应位于能反映工艺流体性质和组成变化的灵敏点上；应位于对过程控制最适宜的位置，以避免不必要的工艺滞后；应位于可用工艺压差构成快速循环回路的位置；应选择在样品温度、压力、清洁度、干燥度和其他条件旧能接近分析仪要求的位置，以便使样品处理部件的数目减至最小；其位置应易于从扶梯或固定平台接近；应和实验室分析取样点分开设置。最佳的取样位置可能是以上某几点的权衡和折中选择。

在大多数气体和液体管线中，从产生良好的湍流位置上取样，可保证样品真正具有代表性。因为气体或液体混合物除非有湍流存在是不容易达到完全混合的。取样点可选在-个或多个 90。弯头之后，紧接最后-个弯头的顺流位置上，或选在节流元件下游-个相对平静的位置上。旧能避免在-个相当长而直的管道下游取样，因为这个位置流体的流动往往呈层流状态，管道横截面上的浓度梯度会导致样品组成的非代表性；避免在可能存在污染的位置或可能积存有气体、蒸汽、水、灰尘和污物的死体积处取样。

2.2样品传输。样品的传输滞后时间不得超过 60s，这就要求分析仪至取样点的距离旧能短，传输系统的容积旧能小，样品流速旧能快。如果滞后时间超过60s，则应采用快速回路系统。传输管线最好笔直地达到分析仪，只有最少数目的弯头和转角 没有死的支路和死体积。对含有冷凝液的气体样品，传输管线应保持-定坡度向下倾斜，最低点应靠近分析仪并设有冷凝液收集罐。在传输过程中，气体样品完全保持为气态，液体样品完全保持为液态，防止变相。样品的管线应避免通过极端的温度变化区，这样会引起样品条件无控制的变化，并且传输系统不得有泄露，以避免样品外泄或环境空气侵入。

2.3样品处理。分析仪通常需要不含干扰组分的清洁、非腐蚀性的样品，在正常情况下，样品必须是在限定的温度、压力和流量范围之内，样品处理系统的基本任务可归纳如下：流量调节，包括快速回路和分析回路；压力调节，包括降压、抽吸和稳压；温度调节，包括降温和保温；除尘；除水除湿和气液分离；去除有害物，包括对分析仪有危害的组分和影响分析的干扰组分。

2.4样品排放。样品排放的基本要求是不应对环境带来危险或造成污染。

(1)气体样品的排放有排人火炬、返回工艺和排人大气几种方式。

对于易燃、有毒或腐蚀性气体，排人火炬或是返回工艺是最安全、最容易和最经济的处理方法。返回点的压力应低于排放点，以保持足够的排放差压。并且返回点不应有压力波动 ，否则会影响分析仪的性能，保持压力可以通过加装背压调节阀来实现。

排人大气分为直接排人大气和稀释后排人大气。对环境无危害的清洁、无毒、不易燃的气体可以直接排人大气；对于可燃性气体流量不大，而且又无法排人火炬或工艺时，可设置稀释排放系统，用压缩空气或氮气在-个足够容积的稀释罐中稀释至LEL以下，通过放空烟囱排空。这两种排人大气的方法均应采取分析仪背压控制措施并加装阻火器。

液体样品-般是直接返回工艺流程，特别是样品具有产品、中间产品或原料价值时。排液出口相对于排液总管而言有-定的高度，并且排液总管口径应足够大以防止对分析仪产生背压。

如果样品不能返回工艺，少量的、不然易燃、有毒、腐蚀性成分的液体样品可排人排水沟，如含有上述成分则需要经过处理后方可排放。

结束语在线分析仪器是否能用得好，大多不在分析仪自身，而撒于样品处理系统的完善程度、可靠性和稳定性。因为分析仪无论多么复杂精确，分析精度都要受到样品的代表性、实时性和物理状态的限制。事实上，样品处理系统使用中遇到的问题往往比分析仪器还要多，样品处理系统的维护量也往往超过分析仪本身。所以对样品处理系统的重视程度至少要提到和分析仪同等的位置来考虑。