河北省工业气体协会会议LDETEK中国代表处.ppt

1、,Experts in gas analysis,新形势下对安全和质量管理的思考 LDETEK等离子发射色谱仪（PED）对安全和质量管理的全面提高,主讲人： 黎文宇 加拿大LDETEK中国区 中国区经理全国气体标准化技术委员会 委员全国气体标准化技术委员会分析分会 委员电话： 13911632686 010-87269199邮箱： 地址：北京丰台区果园6号金泰商贸大厦1229-1230室,加拿大LDETEK仪器公司北京代表处,安全监测和气体质量管理系统的现状,1.部分企业重视程度不足购买资金经常受到限制（主体设备上亿，而分析设备很少，资金受限时大部分考虑砍掉分析仪）对仪表及分析人员的重视和培

2、训不够2.没有配置合适的分析仪器和设备仪器的精度不够，没有起到安全检测/质量监控的作用仪器的操作过于繁琐（陈旧/自动化程度不高/分析方法不先进），仪表及分析人员“很累”3.仪器仪表超过30%-40%非正常运行，维护能力不足4. 导致安全监测和质量管理没有达到应有的水平。,2,如何提高安全和质量监控系统,1.重视仪表及分析技术人员的培养，打造自身的过硬本领（分析仪器非常专业）2.购置性能优异的分析仪器，但要避免无效投资/重复投资3.给与分析仪器主管和工程师充分的“话语权”，不能导致“给什么用什么”的局面,3,安全和产品质量是生产企业的命脉，必须配套合理的分析设备。分析监测系统中仪器的选配和应用水

3、平，能够充分展示和体现一个企业生产及管理的全面素质及水平，可以说分析数据是透视企业管理、工艺情况及产品质量的可靠窗口。,安全和质量监控系统的健全是企业管理水平的重要标志,加拿大LDETEK公司,4,1.一家专业从事气体分析行业领域的加拿大公司，专门从事等离子发射检测器及仪器的研发、生产。2.公司成立于2008年，并于公司成立之初就进入了中国市场,LDetek由原加拿大控制分析仪器公司（CA公司成立于90年代，在微量分析方面有近约20年经验）主要技术和管理人员组成。是最早将PED成功应用到色谱仪的专业厂家，目前也是专利技术最多的厂家。3.公司主要研究人员在气体分析领域拥有超过数15年的技术经验。

4、 4.LDetek公司的所有员工都经历过气体分析仪的设计和制造，北京代表处的工程师受过专职的培训。并且具有多种分析仪器的应用经验。,标准、专利、合作,5,PlasmaDetek PED等离子发射技术原理,6,PED等离子发射原理,原理：载气和样品气在一定的气压下经过微型、直线型石英电离池，被池内高频高强度的电池磁场一起电离，发射出多种光谱谱线，再经过分光处理（有选择性）、光电转化（光电二极管）和放大形成被测样品的量化的电信号。,检测器特点：1.直线型结构，无死体积、吹扫快速。2.具有“选择性结构”，最大程度避免主组分干扰。3.He,N2,Ar均可作为载气（根据不同的要求）,7,PlasmaDe

5、tek PED应用技术的关键之一 PED等离子发射的“选择性”,无选择性,具有“选择性”,无选择性,具有“选择性”,优点：最大程度的避免主组分的干扰，提高灵敏度,1ppmN2 in pure O2,1ppmN2 in pure O2,5ppmN2 in pure H2,5ppmN2 in pure H2,Air Liquide Air ProductsAir Water, Japan Argonne National Laboratory ,USA BodyCote (UK and USA) CERN Cryogas INDURA LindeFermi National Laboratory

6、FPC (Taiwan) Gas Analysis Ireland INFRA S.A DE C.V. , Mexico INOX/Air Products IndiaJazz SemiConductor Samsung SemiConductorPraxairSICO spa SKC Air Gas KoreaCKG Gas KoreaDragon Steel ERDEMIR Iron and Steel,Fermi LABMathesonMesser Germany Universit de Sherbrooke Systech China Taiyoo Nissan China Stee

7、l Corporation, Taiwan盈德气体 Yingde gas Group中国计量院 China Metrology广东省计量院 Guangdong province Metrology中国测试分析技术研究院China National Institute of measurement and Testing Technology Chemical Research Institute中国工程物理研究院绵阳九院 China Academy of Engineering Physics中国原子能科学研究院 China Atomic energy Science research ins

8、titute 西南化工研究院 South and West of Chemical research institute邯郸钢铁集团 Handan steel Group济宁协力特种气体公司 Jining Xieli special gas company 柳州钢铁集团 Liuzhou steel Group宝钢集团 Baogang Group大连大特气体有限公司公司 Dalian DT gas company,全球用户Customers list,空分安全（损失千万）,“安全”是任何一个企业的生命线，架构合理的安全分析系统仍然是每个企业的重要任务。事故：1996年3月2日3时44分江西某钢铁

9、公司1997年5月16日9时5分，抚顺乙烯化工厂1997年12月25日夜，位于马来西亚沙捞月省 发生如上所述重大灾难性事故的一个共同的直接原因都是液氧中的碳氢化合物特别是乙炔（C2H2）和氮氧化合物中的氧化亚氮即笑气（N2O）含量超标。所以加强拥有大中型空分装置生产安全的技术管理，是避免发生如上所述重大灾难性事故主要措施之一。,9,安全分析监控,1. 空分安全监控指标 主冷塔/液空/空气中CnHm,THC,N2O(10ppb),C2H2(10ppb) 其中乙炔为必检成分，其含量正常值为10ppb、报警值为100ppb和停车值为1000ppb即1ppm（这样检测仪器的灵敏度必须小于10ppb）2

10、.有毒有害气体检测（可燃气体，有毒气体等）3.气体中微量油分析（压缩机带入）,10,11,N2O/CnHm各种分析方法比较5备注：1. IR G.S：红外气体分析 2. TCD G.C：带热导检测器的气相色谱仪；3.气体M.S：气体质谱仪； 4. DID G.C：带放电检测器的气相色谱仪；5. PlasmaDetek-PED：带PlasmaDetek检测器色谱仪,现状及建议,1. 70%以上还是使用FID法来检测C2H2等碳氢化合物，存在一定的检测风险。而且还有部分企业使用浓缩法（偏差很大）。2. 5%-10%使用氦离子法检测C2H2，维护量大，维护成本高。3. 15%左右为红外法检测N2O，

11、不能满足要求。检出限只有2-3ppm4. 50%左右没有检测气体中的微量油（根据压缩机原理定）,12,液氧中C2H2，N2O及C1-C4分析（空分安全分析）N2为载气的PlasmaDetek应用,13,控制值：0.1ppm报警（C2H2)目前手段：DID或者FID不足：FID灵敏度不够，安全性不够 DID（氦离子化）成本太高,优点：安全（不需使用高纯H2）灵敏度高：对C2H2检测线可达7ppb 对N2O检测线可达5ppb3.运行成本低（不需要氦气，不需要H2 及零点空气。4.1台仪器解决了传统2-3台仪器的功能。,传统方法：FID+转化炉+IR,几种检测手段的对比,14,初步结论： Plama

12、Detek等离子发射色谱仪具有最好 的性价比，给生产和管理人员最有力的保障。,质量监控分析设备的发展状况,15,1. 50-60年代是国内空分行业专用气体分析方法和仪器研制及试用阶段,化工部委托两个研究单位上海化工研究院和中国科学院大连化学物理研究所负责稀有气体分析方法的研究工作和分析仪器的试制工作,2. 70-80年代是国产仪器发展提高，并且开始引进国外高灵敏度高性能的专用气体分析仪器阶段,16,在70年代初期，我国开始大规模发展电子工业，与之配合的就是5N级高纯气体的研制。5N级高纯气体包括氮、氢、氩、氧、氦，合成空气等,3. 90年代至现在，对小空分系统来说是配套国产仪器的性能普及和提高

13、的阶段，对大中型空分设备来说是大规模引进国外先进气体分析仪器并更新换代气体分析仪器及分析方法的阶段。,17,18,典型的高纯气体分析设备发展历史,1，高纯Ar分析在80年代，国内一些单位曾引进AL800型氩分析仪。意大利卡罗爱尔巴公司生产的2700型气相色谱仪是一种带有氦离子化检测器（即HID）的气相色谱仪。AGC 100HFADD/Orthodye-Ar15/GOW-MAC 氩放电色谱仪Multidetek型PlasmaDetek等离子色谱仪,19,2.高纯O2分析,1.HID 带脱氧肼色谱仪2.DID/PDHID带脱氧肼色谱仪3.PED等离子色谱仪（不用脱氧，色谱柱直接分离法）,20,性能

14、比较（高纯Ar）,21,性能比较（高纯O2）,22,现状：大部分使用脱氧肼/脱氧柱技术，存在使用H2，CO还原和He保护等环节,Plasma Detek PED意义：,1.直接测量法，避免中间环节2.减少误差和操作。3.提高安全性,Ar 为载气的PlasmaDetek应用,包括：1. 高纯Ar中杂质的分析（LDL可达30ppb）2. 其他高纯气体中的杂质分析（O2，N2，He,H2等等）适用范围： 100ppb的检测线，不适用于微量Ne分析。,23,24,Ar中杂质分析气路图,UHP AR 中杂质分析谱图,PlasmaDetek PED应用于高纯Ar分析,用Ar作为载气，可直接检测到20ppb

15、-40ppb的杂质（稀释法）,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2014-10,高纯H2中杂质分析（Ar为载气）,25,H2中 O2，N2，CH4，CO2，CO分析,He为载气的PlasmaDetek应用,特点：1.可实现对微量Ne,Ar,H2S,COS,THT,TBM,AsH3,PH3分析，检测线可达1-10ppb.2.对 Ne,Ar等杂质是直接检测法。应用：1.空分（高纯气体） 2.天然气 3.混合气（标气）4.环保 5.石油化工 6.特气（半导体） 7.稀有气体,26,27,PlasmaDetek PED应用谱图展示,He-PED 对He中杂质分析,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2014

16、-10,高纯He分析,28,对微量痕量Ne的检测可达1ppb,29,国防科技工业应用化学一级计量站-核心期刊,高纯H2中杂质分析,30,高纯O2中杂质分析,31,高纯N2中杂质分析,32,高纯CO2中杂质分析,33,34,1,step1,step1,step1,step1,PED部分特气分析谱图,PlasmaDetek PED应用谱图展示,XE中2.3ppm SF6（SF6和XE不同的滤光片）,UHP SiH4,1次中心切割,反吹,35,Plasmadetek PED应用谱图展示,HCL中杂质分析谱图,特点：1.加热吹扫保护箱，高气密性和安全性 2.每一个分析周期完成，经纯化器后的载气自动吹扫

17、气路1次，确保无残留。 3.HCL对PED检测器无腐蚀作用。 4.特殊处理的管线、阀门、接头等。确保气密性,腐蚀性、有毒有害气体典型气路图,36,PlasmaDetek PED应用谱图展示,7.5ppm PH3分析谱图,6.2ppm AsH3分析谱图,37,PlasmaDetek PED微量硫化物应用,88ppb H2S,COS分析,稀有气体分析谱图,38,620ppb Ne,35ppb Xe谱图,稀有气体分析谱图,39,对Ne的响应很高，LDL可达ppb级,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,纯O2中2ppm Kr,4ppm Ne,4ppm Kr,40,90Ppb甲醛、2ppb乙

18、醛分析,PlasmaDetek PED应用谱图展示,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,空气中ppb级硫化物、甲酸乙酸分析,41,传统方法配套：S分析仪+ECD分析仪+FID分析仪PlasmaDetek色谱仪：1台完成所以分析项目,天然气中微量四氢噻吩（THT）,叔丁硫醇(TBM)分析加臭剂,42,这二种杂质是天然气中最难分析的组分,43,PlasmaDetek PED线性关系,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,20ppb-1ppm线性,经：德国Linde气体公 司 验证的,44,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,20ppb-1ppm线性,电子气体ppb

19、级分析应用,45,7ppb杂质分析,46,47,Argotek色谱柱结合plamaDetek PED实现ppm-ppb级Ar/O2分离的技术研究,现状： 大部分使用脱氧肼/脱氧柱技术，存在使用H2，CO还原和He保护等环节。,Plasma Detek PED及Argotek的意义,1.直接测量法，避免中间环节2.减少误差和操作。3.提高安全性,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,维护量大，存在危险性，成本高,氧气中80ppb-10ppm的Ar,n2的线性关系,48,高纯O2中微量Ar分析,49,利用色谱柱直接分离检测法,PlasmaDetek氧中氩、氮分析的测试数据：重复性,50,

20、北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,70ppb Ar, 65ppb N2,51,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2014-10,250ppb Ar,610ppb N2,52,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,1.25ppm Ar,1.24ppm N2,53,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,3ppm Ar,3ppm N2,54,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,5ppm Ar,5ppm N2,55,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,40ppb H2,9.5ppm Ar,10ppm N2,He中杂质的数据重复性,56,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,He中杂质的数据重复性,57,结 束 语,58,1.在安全及质量监控方面（高纯气体、特种气体方面），PlasmaDetek PED 技术具有不可替代的优势。代表创新技术的方向，具有很好的现实意义。2.Plasma Detek PED 技术代表了先进的设计理念。实用和不断创新的技术特征越来越受到客户的认可。,谢谢大家的宝贵时间！,北京华宇博泰科技发展有限公司. 2016-04,