河北省工業(yè)氣體協(xié)會會議ldetek中國代表處

1、,,,,,,,,Experts in gas analysis,,新形勢下對安全和質(zhì)量管理的思考 ——LDETEK等離子發(fā)射色譜儀（PED）對安全和質(zhì)量管理的全面提高,主講人： 黎文宇 加拿大LDETEK中國區(qū) 中國區(qū)經(jīng)理全國氣體標準化技術(shù)委員會 委員全國氣體標準化技術(shù)委員會分析分會 委員電話： 13911632686 010-87269199郵箱：

2、 rli@ldetek.com 地址：北京豐臺區(qū)果園6號金泰商貿(mào)大廈1229-1230室,,加拿大LDETEK儀器公司北京代表處,安全監(jiān)測和氣體質(zhì)量管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀,1.部分企業(yè)重視程度不足購買資金經(jīng)常受到限制（主體設(shè)備上億，而分析設(shè)備很少，資金受限時大部分考慮砍掉分析儀）對儀表及分析人員的重視和培訓不夠2.沒有配置合適的分析儀器和設(shè)備儀器的精度不夠，沒有起到安全檢測/質(zhì)量監(jiān)控的

3、作用儀器的操作過于繁瑣（陳舊/自動化程度不高/分析方法不先進），儀表及分析人員“很累”3.儀器儀表超過30%-40%非正常運行，維護能力不足4. 導致安全監(jiān)測和質(zhì)量管理沒有達到應(yīng)有的水平。,2,如何提高安全和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),1.重視儀表及分析技術(shù)人員的培養(yǎng)，打造自身的過硬本領(lǐng)（分析儀器非常專業(yè)）2.購置性能優(yōu)異的分析儀器，但要避免無效投資/重復(fù)投資3.給與分析儀器主管和工程師充分的“話語權(quán)”，不能導致“給什么用什么”的局面,3,

4、安全和產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)企業(yè)的命脈，必須配套合理的分析設(shè)備。分析監(jiān)測系統(tǒng)中儀器的選配和應(yīng)用水平，能夠充分展示和體現(xiàn)一個企業(yè)生產(chǎn)及管理的全面素質(zhì)及水平，可以說分析數(shù)據(jù)是透視企業(yè)管理、工藝情況及產(chǎn)品質(zhì)量的可靠窗口。,安全和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的健全是企業(yè)管理水平的重要標志,加拿大LDETEK公司,4,1.一家專業(yè)從事氣體分析行業(yè)領(lǐng)域的加拿大公司，專門從事等離子發(fā)射檢測器及儀器的研發(fā)、生產(chǎn)。2.公司成立于2008年，并于公司成立之初就進入了中國市場

5、,LDetek由原加拿大控制分析儀器公司（CA公司成立于90年代，在微量分析方面有近約20年經(jīng)驗）主要技術(shù)和管理人員組成。是最早將PED成功應(yīng)用到色譜儀的專業(yè)廠家，目前也是專利技術(shù)最多的廠家。3.公司主要研究人員在氣體分析領(lǐng)域擁有超過數(shù)15年的技術(shù)經(jīng)驗。 4.LDetek公司的所有員工都經(jīng)歷過氣體分析儀的設(shè)計和制造，北京代表處的工程師受過專職的培訓。并且具有多種分析儀器的應(yīng)用經(jīng)驗。,標準、專利、合作,,5,PlasmaDetek P

6、ED等離子發(fā)射技術(shù)原理,6,,,,,,PED等離子發(fā)射原理,原理：載氣和樣品氣在一定的氣壓下經(jīng)過微型、直線型石英電離池，被池內(nèi)高頻高強度的電池磁場一起電離，發(fā)射出多種光譜譜線，再經(jīng)過分光處理（有選擇性）、光電轉(zhuǎn)化（光電二極管）和放大形成被測樣品的量化的電信號。,檢測器特點：1.直線型結(jié)構(gòu)，無死體積、吹掃快速。2.具有“選擇性結(jié)構(gòu)”，最大程度避免主組分干擾。3.He,N2,Ar均可作為載氣（根據(jù)不同的要求）,7,PlasmaDet

7、ek PED應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵之一 PED等離子發(fā)射的“選擇性”,無選擇性,具有“選擇性”,無選擇性,具有“選擇性”,優(yōu)點：最大程度的避免主組分的干擾，提高靈敏度,1ppmN2 in pure O2,1ppmN2 in pure O2,5ppmN2 in pure H2,5ppmN2 in pure H2,Air Liquide Air ProductsAir Water, Japan Argonne National

8、 Laboratory ,USA BodyCote (UK and USA) CERN Cryogas INDURA LindeFermi National Laboratory FPC (Taiwan) Gas Analysis Ireland INFRA S.A DE C.V. , Mexico INOX/Air Products IndiaJazz SemiConductor Samsung SemiCon

9、ductorPraxairSICO spa SKC Air Gas KoreaCKG Gas KoreaDragon Steel ERDEMIR Iron and Steel,Fermi LABMathesonMesser Germany Université de Sherbrooke Systech China Taiyoo Nissan China Steel Corporation, Taiwa

10、n盈德氣體   Yingde  gas Group中國計量院   China Metrology廣東省計量院  Guangdong province Metrology中國測試分析技術(shù)研究院China National Institute of measurement and Testing Technology Chemical Research Institute

11、中國工程物理研究院綿陽九院  China Academy of Engineering Physics中國原子能科學研究院     China Atomic energy Science research institute 西南化工研究院       South and West of Chemical research

12、institute邯鄲鋼鐵集團            Handan steel Group濟寧協(xié)力特種氣體公司    Jining Xieli special gas company 柳州鋼鐵集團     Liuzhou steel Group寶鋼集團

13、         Baogang Group大連大特氣體有限公司公司      Dalian DT gas company,全球用戶Customers list,空分安全（損失千萬）,“安全”是任何一個企業(yè)的生命線，架構(gòu)合理的安全分析系統(tǒng)仍然是每個企業(yè)的重要任務(wù)。事故：1996年3月2日3時44分江西

14、某鋼鐵公司1997年5月16日9時5分，撫順乙烯化工廠1997年12月25日夜，位于馬來西亞沙撈月省 發(fā)生如上所述重大災(zāi)難性事故的一個共同的直接原因都是液氧中的碳氫化合物特別是乙炔（C2H2）和氮氧化合物中的氧化亞氮即笑氣（N2O）含量超標。所以加強擁有大中型空分裝置生產(chǎn)安全的技術(shù)管理，是避免發(fā)生如上所述重大災(zāi)難性事故主要措施之一。,9,安全分析監(jiān)控,1. 空分安全監(jiān)控指標 主冷塔/液空/空氣中CnHm,THC,N2

15、O(10ppb),C2H2((10ppb) 其中乙炔為必檢成分，其含量正常值為10ppb、報警值為100ppb和停車值為1000ppb即1ppm（這樣檢測儀器的靈敏度必須小于10ppb）2.有毒有害氣體檢測（可燃氣體，有毒氣體等）3.氣體中微量油分析（壓縮機帶入）,10,11,N2O/CnHm各種分析方法比較[5]備注：1. IR G.S：紅外氣體分析 2. TCD G.C：帶熱導檢測器的氣相色譜儀；3.氣體M.S

16、：氣體質(zhì)譜儀； 4. DID G.C：帶放電檢測器的氣相色譜儀；5. PlasmaDetek-PED：帶PlasmaDetek檢測器色譜儀,現(xiàn)狀及建議,1. 70%以上還是使用FID法來檢測C2H2等碳氫化合物，存在一定的檢測風險。而且還有部分企業(yè)使用濃縮法（偏差很大）。2. 5%-10%使用氦離子法檢測C2H2，維護量大，維護成本高。3. 15%左右為紅外法檢測N2O，不能滿足要求。檢出限只有2-3ppm4. 50%左

17、右沒有檢測氣體中的微量油（根據(jù)壓縮機原理定）,12,液氧中C2H2，N2O及C1-C4分析（空分安全分析）N2為載氣的PlasmaDetek應(yīng)用,13,控制值：0.1ppm報警（C2H2)目前手段：DID或者FID不足：FID靈敏度不夠，安全性不夠 DID（氦離子化）成本太高,優(yōu)點：安全（不需使用高純H2）靈敏度高：對C2H2檢測線可達7ppb 對N2O檢測線可達5ppb3.運行成本低

18、（不需要氦氣，不需要H2 及零點空氣。4.1臺儀器解決了傳統(tǒng)2-3臺儀器的功能。,傳統(tǒng)方法：FID+轉(zhuǎn)化爐+IR,幾種檢測手段的對比,14,初步結(jié)論： PlamaDetek等離子發(fā)射色譜儀具有最好 的性價比，給生產(chǎn)和管理人員最有力的保障。,質(zhì)量監(jiān)控分析設(shè)備的發(fā)展狀況,15,1. 50-60年代是國內(nèi)空分行業(yè)專用氣體分析方法和儀器研制及試用階段,化工部委托兩個研究單位上?；ぱ芯吭汉椭袊茖W院

19、大連化學物理研究所負責稀有氣體分析方法的研究工作和分析儀器的試制工作,2. 70-80年代是國產(chǎn)儀器發(fā)展提高，并且開始引進國外高靈敏度高性能的專用氣體分析儀器階段,16,在70年代初期，我國開始大規(guī)模發(fā)展電子工業(yè)，與之配合的就是5N級高純氣體的研制。5N級高純氣體包括氮、氫、氬、氧、氦，合成空氣等,3. 90年代至現(xiàn)在，對小空分系統(tǒng)來說是配套國產(chǎn)儀器的性能普及和提高的階段，對大中型空分設(shè)備來說是大規(guī)模引進國外先進氣體分析儀器并更新?lián)Q代

20、氣體分析儀器及分析方法的階段。,17,18,典型的高純氣體分析設(shè)備發(fā)展歷史,1，高純Ar分析在80年代，國內(nèi)一些單位曾引進AL800型氬分析儀。意大利卡羅·愛爾巴公司生產(chǎn)的2700型氣相色譜儀是一種帶有氦離子化檢測器（即HID）的氣相色譜儀。AGC 100HFADD/Orthodye-Ar15/GOW-MAC 氬放電色譜儀Multidetek型PlasmaDetek等離子色譜儀,19,2.高純O2分析,1.HID 帶脫

21、氧肼色譜儀2.DID/PDHID帶脫氧肼色譜儀3.PED等離子色譜儀（不用脫氧，色譜柱直接分離法）,20,性能比較（高純Ar）,21,性能比較（高純O2）,22,現(xiàn)狀：大部分使用脫氧肼/脫氧柱技術(shù)，存在使用H2，CO還原和He保護等環(huán)節(jié),Plasma Detek PED意義：,1.直接測量法，避免中間環(huán)節(jié)2.減少誤差和操作。3.提高安全性,Ar 為載氣的PlasmaDetek應(yīng)用,包括：1. 高純Ar中雜質(zhì)的分析（LDL可達3

22、0ppb）2. 其他高純氣體中的雜質(zhì)分析（O2，N2，He,H2等等）適用范圍： 100ppb的檢測線，不適用于微量Ne分析。,23,24,,,,,Ar中雜質(zhì)分析氣路圖,,,,,UHP AR 中雜質(zhì)分析譜圖,PlasmaDetek PED應(yīng)用于高純Ar分析,用Ar作為載氣，可直接檢測到20ppb-40ppb的雜質(zhì)（稀釋法）,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2014-10,高純H2中雜質(zhì)分析（Ar為載氣）,25,H2中 O

23、2，N2，CH4，CO2，CO分析,He為載氣的PlasmaDetek應(yīng)用,特點：1.可實現(xiàn)對微量Ne,Ar,H2S,COS,THT,TBM,AsH3,PH3分析，檢測線可達1-10ppb.2.對 Ne,Ar等雜質(zhì)是直接檢測法。應(yīng)用：1.空分（高純氣體） 2.天然氣 3.混合氣（標氣）4.環(huán)保 5.石油化工 6.特氣（半導體） 7.稀有氣體,26,27,PlasmaDetek PED應(yīng)用譜圖展示,He-PED

24、 對He中雜質(zhì)分析,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2014-10,高純He分析,28,對微量痕量Ne的檢測可達1ppb,29,國防科技工業(yè)應(yīng)用化學一級計量站---核心期刊,高純H2中雜質(zhì)分析,30,高純O2中雜質(zhì)分析,31,高純N2中雜質(zhì)分析,32,高純CO2中雜質(zhì)分析,33,34,,1,,,,,step1,step1,step1,step1,PED部分特氣分析譜圖,PlasmaDetek PED應(yīng)用譜圖展示,XE中2.3ppm

25、SF6（SF6和XE不同的濾光片）,UHP SiH4,1次中心切割,反吹,35,Plasmadetek PED應(yīng)用譜圖展示,HCL中雜質(zhì)分析譜圖,特點：1.加熱吹掃保護箱，高氣密性和安全性 2.每一個分析周期完成，經(jīng)純化器后的載氣自動吹掃氣路1次，確保無殘留。 3.HCL對PED檢測器無腐蝕作用。 4.特殊處理的管線、閥門、接頭等。確保氣密性,腐蝕性、有毒有害氣體典型氣

26、路圖,36,PlasmaDetek PED應(yīng)用譜圖展示,7.5ppm PH3分析譜圖,6.2ppm AsH3分析譜圖,37,PlasmaDetek PED微量硫化物應(yīng)用,88ppb H2S,COS分析,稀有氣體分析譜圖,38,620ppb Ne,35ppb Xe譜圖,稀有氣體分析譜圖,39,對Ne的響應(yīng)很高，LDL可達ppb級,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,純O2中2ppm Kr,4ppm Ne,4ppm Kr,40

27、,90Ppb甲醛、2ppb乙醛分析,PlasmaDetek PED應(yīng)用譜圖展示,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,空氣中ppb級硫化物、甲酸乙酸分析,41,傳統(tǒng)方法配套：S分析儀+ECD分析儀+FID分析儀PlasmaDetek色譜儀：1臺完成所以分析項目,天然氣中微量四氫噻吩（THT）,叔丁硫醇(TBM)分析加臭劑,42,這二種雜質(zhì)是天然氣中最難分析的組分,43,PlasmaDetek PED線性關(guān)系,北京華宇博泰科

28、技發(fā)展有限公司. 2016-04,20ppb-1ppm線性,經(jīng)：德國Linde氣體公 司 驗證的,44,,,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,20ppb-1ppm線性,電子氣體ppb級分析應(yīng)用,45,7ppb雜質(zhì)分析,46,47,Argotek色譜柱結(jié)合plamaDetek PED實現(xiàn)ppm-ppb級Ar/O2分離的技術(shù)研究,現(xiàn)狀： 大部分使用脫氧肼/脫氧柱技術(shù)

29、，存在使用H2，CO還原和He保護等環(huán)節(jié)。,Plasma Detek PED及Argotek的意義,1.直接測量法，避免中間環(huán)節(jié)2.減少誤差和操作。3.提高安全性,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,維護量大，存在危險性，成本高,氧氣中80ppb-10ppm的Ar,n2的線性關(guān)系,48,高純O2中微量Ar分析,49,利用色譜柱直接分離檢測法,PlasmaDetek氧中氬、氮分析的測試數(shù)據(jù)：重復(fù)性,50,北京華宇博泰科技發(fā)

30、展有限公司. 2016-04,70ppb Ar, 65ppb N2,51,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2014-10,250ppb Ar,610ppb N2,52,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,1.25ppm Ar,1.24ppm N2,53,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,3ppm Ar,3ppm N2,54,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,5ppm Ar,5ppm N2,5

31、5,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,40ppb H2,9.5ppm Ar,10ppm N2,He中雜質(zhì)的數(shù)據(jù)重復(fù)性,56,北京華宇博泰科技發(fā)展有限公司. 2016-04,He中雜質(zhì)的數(shù)據(jù)重復(fù)性,57,結(jié) 束 語,58,1.在安全及質(zhì)量監(jiān)控方面（高純氣體、特種氣體方面），PlasmaDetek PED 技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢。代表創(chuàng)新技術(shù)的方向，具有很好的現(xiàn)實意義。2.Plasma Detek PED 技術(shù)代表了先進