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樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展綜論
閱讀：1094 發(fā)布時間：2011-5-30
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展綜論
金義忠1曹以剛2常 武2
（1.重慶凌卡分析儀器有限公司，重慶，400041；2. 北京北分麥哈克分析儀器有限公司，北京，100095）
摘要以21世紀(jì)前沿技術(shù)的視野來審視在線分析系統(tǒng)的樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)是在線分析器工程應(yīng)用系統(tǒng)（即在線分析系統(tǒng)）的核心和關(guān)鍵技術(shù)，確立這一的核心技術(shù)觀念意義深遠(yuǎn)，將對在線分析系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和在線分析工程技術(shù)的健康發(fā)展，產(chǎn)生極大的激勵和促進(jìn)作用。
以在線分析系統(tǒng)形式將在線分析儀器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程和節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域中去，實現(xiàn)氣體物質(zhì)成分量長期連續(xù)、穩(wěn)定、可靠、少維護(hù)的檢測分析，無論國內(nèi)或國外，已經(jīng)成為在線分析工程技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的主流，樣品處理技術(shù)系統(tǒng)是其中極為關(guān)鍵的核心環(huán)節(jié)。
本文對樣氣處理系統(tǒng)的體系性、樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的專業(yè)化、針對性設(shè)計，工業(yè)爐窯、化工領(lǐng)域在線分析系統(tǒng)的工程應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了重點論述，肯定了當(dāng)前樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)的努力及進(jìn)展，進(jìn)而指出在線分析工程技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展正進(jìn)入新的發(fā)展時期?；诖筅厔堇砟?，樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展急切需要重新定位和重新選擇方向。
關(guān)鍵詞樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)樣氣處理部件在線分析器在線分析系統(tǒng)在線分析工程技術(shù)大趨勢理念核心觀念
1樣氣處理系統(tǒng)在在線分析系統(tǒng)中的地位
試樣處理系統(tǒng)如果只限于在線氣體分析系統(tǒng)領(lǐng)域，就該稱為氣體試樣處理系統(tǒng)即樣氣處理系統(tǒng)sample gas handling system。液體試樣處理系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展也很快、很重要，但不在本文討論之列。
在在線分析工程技術(shù)行業(yè)內(nèi)，本文所述的樣氣處理系統(tǒng)，過去卻一直叫取樣預(yù)處理系統(tǒng)、或預(yù)處理系統(tǒng)、樣氣預(yù)處理系統(tǒng)、取樣及預(yù)處理裝置等。由于長期帶著“預(yù)”字，好像只是在線分析器微不足道的附庸部分，遠(yuǎn)未受到應(yīng)有的重視，這種毫無理性的“技術(shù)歧視”，會嚴(yán)重阻礙它的健康發(fā)展。
JB/T 6854—1993的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，早就取消了預(yù)處理之前的“預(yù)”字，從中必然引申出zui重要的心技術(shù)概念和名詞術(shù)語：樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理部件。請注意，技術(shù)概念及其規(guī)范使用也是技術(shù)。令人遺憾的是，長期以來并未得到專業(yè)人士的起碼關(guān)注和認(rèn)可，照樣說“取樣預(yù)處理裝置”，將樣氣處理部件叫做“功能部件”。
本文著力闡述的樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，在在線分析工程應(yīng)用中有相對的“獨立性”、嚴(yán)密性、體系性、以及比較嚴(yán)格的規(guī)范性，怎么肯定都不為過。PLC可編程序控制器的自控功能及其軟件就是證明。德國H&B公司的60S型干法高溫取樣探頭系統(tǒng)zui高售價135萬元，是另一個頗具說服力的證明。
為了推進(jìn)在線分析工程技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)該堅持一種全新的“顛覆性”技術(shù)觀念：在線分析面對諸多艱巨復(fù)雜的技術(shù)難題，“樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)是在線分析系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)”，我們期待樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)從此走上全面提升和健康發(fā)展的軌道。
2在線分析器工程應(yīng)用對樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的依賴和苛刻要求
2.1在線分析器工程應(yīng)用的起步
1985年以前，國內(nèi)各分析儀器專業(yè)廠的在線分析器，幾乎全是以單機銷售的形式投放市場，而當(dāng)時德國H&B公司的在線分析器卻大約有三分之二是以在線分析系統(tǒng)（包括分析小屋）的形式投放市場，那時我國的樣氣處理系統(tǒng)有個“預(yù)”字理所當(dāng)然。
川分以紅外等三項技術(shù)引進(jìn)為契機，同時從H&B公司延申引進(jìn)了在線分析系統(tǒng)的工程應(yīng)用技術(shù)，使川分無意中充當(dāng)了一次在線分析器工程應(yīng)用的角色。
2.2在線分析器工程應(yīng)用的癥結(jié)和*途徑
在線分析器長期連續(xù)穩(wěn)定的檢測分析，必然需要連續(xù)取樣和嚴(yán)格的樣氣處理技術(shù)，要求樣氣不失真和快速傳輸，樣氣進(jìn)入分析器時，能達(dá)到接近標(biāo)準(zhǔn)氣般的高品質(zhì)，例如粉塵含量 ＜0.3um ＜10ug/m3，可惜這一不可讓步的控制標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外的一些專業(yè)廠都未能達(dá)到。在線分析系統(tǒng)長期連續(xù)運行的可靠性和安全性，以及近于免維護(hù)的易維護(hù)性，這種對工程應(yīng)用的完整性保障，*依賴于樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的專業(yè)化、針對性設(shè)計。
根據(jù)每項在線分析系統(tǒng)的現(xiàn)場應(yīng)用條件和取樣條件，采用規(guī)范的專業(yè)化，針對性設(shè)計的型在線分析系統(tǒng)，由具有長期工程實踐經(jīng)驗的專業(yè)制造商生產(chǎn)出高品質(zhì)的在線分析系統(tǒng)，并承擔(dān)全過程技術(shù)服務(wù)。這種型的在線分析系統(tǒng)必然有也必須有作為核心和關(guān)鍵技術(shù)的樣氣處理系統(tǒng)。
對于完善的在線氣體分析，起決定作用的是使樣氣處理系統(tǒng)與千差萬別的生產(chǎn)工藝條件和環(huán)境應(yīng)用條件匹配得當(dāng)、組合完善，能連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、近于免維護(hù)地協(xié)調(diào)運行。在線分析器對樣氣處理系統(tǒng)的這種依賴，反應(yīng)整個系統(tǒng)和工藝過程的相關(guān)性，在線分析器正在被在線分析系統(tǒng)突破和超越，在線分析器以在線分析系統(tǒng)形式開展工程應(yīng)用成為在線分析工程技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，、已經(jīng)是國內(nèi)外不可逆轉(zhuǎn)的技術(shù)發(fā)展潮流。
3樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的定義
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)，從技術(shù)邏輯分析，應(yīng)該由樣氣處理系統(tǒng)和樣氣處理技術(shù)組成，前者是硬件技術(shù)，后者是軟件技術(shù)。
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)：sample gas handling engineering
樣氣處理系統(tǒng)：sample gas handling system
樣氣處理部件：sample gas handling component
樣氣處理：sample gas handling
在線分析工程技術(shù)：on-line analysis engineering
樣氣處理系統(tǒng)的定義：通過針對在線分析器工程應(yīng)用條件和樣氣條件的規(guī)范的專業(yè)化設(shè)計，所實現(xiàn)的樣氣處理部件與在線分析器之間的合理匹配、完善組合，而且能連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)備可靠、近于免維護(hù)地協(xié)調(diào)運行，能勝任一臺或多臺在線分析器工程應(yīng)用嚴(yán)格要求的完整體系性樣氣處理部件的總和。簡言之，樣氣處理系統(tǒng)能將分析器與取樣點、排放點以及公共設(shè)施很妥善地連接起來。
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的定義：樣氣處理系統(tǒng)規(guī)范的專業(yè)化、針對性設(shè)計技術(shù)和專業(yè)性工程應(yīng)用及維護(hù)技術(shù)緊密結(jié)合的高度綜合性技術(shù)，它也應(yīng)理解成包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。
在線分析工程技術(shù)的新定義：在線分析器和樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)集成為在線分析系統(tǒng)，并成功實現(xiàn)在線分析工程應(yīng)用的全部硬件技術(shù)、軟件技術(shù)以及專業(yè)技術(shù)概念等系統(tǒng)集成的高度綜合性技術(shù)。
4復(fù)雜的樣氣條件和干法樣氣處理技術(shù)
4.1復(fù)雜的樣氣條件是在線氣體分析面對的zui大困難：
高溫（zui高1400℃）或低溫、高粉塵（zui高≤2000g/m3）、高水分（特殊樣氣如甲醇?xì)饣癄t水洗塔出口的樣氣含水蒸汽高達(dá)60%）或液霧、高壓（zui高大于50MPa）或負(fù)壓、腐蝕性和爆炸性危險等；
較高的自動化程度，少維護(hù)甚至近于免維護(hù)的應(yīng)用要求；
防塵及防水、防腐蝕、防爆炸等方面極為苛刻的防護(hù)及安全要求；
較快的反應(yīng)速度，系統(tǒng)總滯后時間一般要求＜60s ；
保證必要的檢測準(zhǔn)確度等。
以上應(yīng)用要求的高難度被朱良漪高度概括為“取樣系統(tǒng)、可靠性、少維護(hù)、軟件技術(shù)”。
4.2干法樣氣處理技術(shù)的必要性
干法樣氣處理技術(shù)有利于保持樣氣的真實性，即樣氣不失真，進(jìn)而保證必要的檢測準(zhǔn)確度。
干法樣氣處理技術(shù)能使樣氣干燥、潔凈，即經(jīng)過率的“除塵”和“除水”（即除濕），達(dá)到近于標(biāo)準(zhǔn)氣般的高品質(zhì)，同時使可能發(fā)生的腐蝕性也大為降低。所有這些都有利于保證在線分析器長期連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、少維護(hù)地協(xié)調(diào)運行，并延長其使用壽命，曾有某石化企業(yè)使用超過20年的紅外分析器，也見過連續(xù)使用15年以上的樣氣處理系統(tǒng)。工程實踐表明：在線分析系統(tǒng)在工程應(yīng)用中達(dá)到15年的壽命周期不但非常必要而且也有可能。
干法樣氣處理技術(shù)已成為的主流技術(shù)。當(dāng)然濕法樣氣處理技術(shù)也未必被*淘汰，如焦?fàn)t煤氣O2分析系統(tǒng)，以濕法對付焦油可能更為有效。
5樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的體系性特征
在線分析系統(tǒng)如果去掉在線分析器和某些應(yīng)用保障條件部分、公共工程部分，就是樣氣處理系統(tǒng)，體系性地簡述樣氣處理系統(tǒng)如下：
5.1采樣探頭
通常稱為取樣探頭，是樣氣處理系統(tǒng)zui重要和zui關(guān)鍵的樣氣處理部件，根據(jù)不同工業(yè)生產(chǎn)過程差別甚大的的取樣條件，就一定有不同的針對性很強的采樣探頭，zui常用的是低于650℃ 的中溫通用型采樣探頭。采樣探頭還應(yīng)包括壓縮空氣加熱（180℃）反吹單元及其程控反吹技術(shù)。反吹單元的設(shè)計一定要符合流體力學(xué)的要求，這是保障反吹效果非常關(guān)鍵的設(shè)計技術(shù)。
采樣探頭能實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程工藝樣氣的連續(xù)采樣，是在不改變工藝氣體典型化學(xué)組分特征，即保持樣氣真實性的前提下完成樣氣從工藝氣流中的分離。
采樣探頭從實用出發(fā)來認(rèn)識，應(yīng)該稱為采樣探頭系統(tǒng)更為準(zhǔn)確。采樣時注意實現(xiàn)物理分離,以減少進(jìn)入取樣口的粉塵和水分。
5.2樣氣輸送管線
通常采用Φ6×1不銹鋼管，為避免發(fā)生冷凝，常采用伴熱保溫技術(shù)（≥120℃），伴熱方式以自控溫電伴熱帶較為經(jīng)濟實用。如果采用＞Φ6×1的傳輸管道，可能會使系統(tǒng)的反應(yīng)速度超過規(guī)范要求，即做不到＜60s。認(rèn)為管道粗或壓力高就能使反應(yīng)速度加快，是違背理論根據(jù)的很粗心的低級錯誤。
5.3過濾器
過濾器就其用途來說，以下三類較有代表性：一是探頭過濾器，在取樣點處就地過濾粉塵，避免在其后產(chǎn)生粉塵沉淀和堵塞氣路的危險，目前的*水平是0.3uｍ 99％。二是后級高精度膜式過濾器，以保護(hù)分析器為主要目的，目前的*水平是0.05uｍ 99％。三是分析器內(nèi)部的微型過濾器，以在線分析器的自保護(hù)為目的，它并不屬于樣氣處理系統(tǒng)，一般做得比較小巧。
5.4樣氣冷凝器
使樣氣冷凝至低露點（例如 +2℃左右），以干燥樣氣（即樣氣除濕）為目的。
壓縮機式樣氣冷凝器能使樣氣由140℃冷至 +2℃露點，效果，但成本也較高；
半導(dǎo)體制冷樣氣冷凝器，入口樣氣溫度一般只能允許＋45℃；
渦流致冷樣氣冷凝器，能使樣氣溫度降低25℃以上，zui大的優(yōu)勢是使用壓縮空氣，屬本安防爆類型；
使用水冷卻的樣氣冷卻器（即熱交換器）也有不少應(yīng)用。結(jié)構(gòu)簡單的樣氣冷卻管能增強冷卻效果。
5.5采樣泵
通常稱為抽氣泵，樣氣壓力為負(fù)壓或微正壓時，也能借助采樣泵的抽吸驅(qū)動，為分析器提供規(guī)定的樣氣流量，隔膜式抽氣泵用得較多。另外，常用蠕動泵來排放冷凝液，既不受抽氣泵抽及負(fù)壓的限制，也能在與樣氣主氣路隔離的狀態(tài)下連續(xù)排放冷凝液。
5.6氣液分離器
氣液分離常是十分棘手的技術(shù)難題
旋風(fēng)自潔式分離器對分離＞5μｍ的粉塵和液霧較為有效，由于“離心力”的作用，可能相當(dāng)于70μｍ粒度粉塵的重力分離效果；
凝結(jié)式分離器適用于對付更小粒度的微小液霧，旋風(fēng)凝結(jié)分離過濾器更適用于正壓型分析系統(tǒng)。
特定項目型的氣液分離（如乙烯裂解樣氣處理系統(tǒng)進(jìn)口設(shè)備）是技術(shù)含量很高的綜合技術(shù)；
采用具有納米特性的*膜元件研制的綜合過濾器,能有效“除塵”、“除水”（即除濕）和“除油”,已取得突破性進(jìn)展，重慶凌卡分析儀器有限公司已有“自吹洗綜合過濾器”的實用新型產(chǎn)品投放市場。
5.7樣氣流量測量及控制
樣氣流量一般用球形轉(zhuǎn)子流量計，流量控制用針形閥調(diào)節(jié)，在線分析器要求的流量一般是30-60l/h，可以采用報警流量計監(jiān)視樣氣流量。切換和關(guān)斷氣路要采用各種閥件，以五通切換閥zui被看重。
5.8樣氣壓力測量與調(diào)節(jié)
高壓樣氣的減壓、穩(wěn)壓與調(diào)節(jié)是項困難任務(wù)，各種閥的原理及規(guī)格的選擇也很有專業(yè)性。
高壓樣氣在取樣點的根部閥處就地減壓很有必要，這是專業(yè)性標(biāo)志之一,以避免降低反應(yīng)速度，還有利于保障后級樣氣處理器系統(tǒng)的安全。
5.9部件材料的正確選用
以O(shè)型密封圈選材為例：連續(xù)使用溫度的高低依次為，氟橡膠包覆聚四氟乙烯（260℃）、氟橡膠（180℃）、硅橡膠（200℃）、丁晴橡膠（100℃）。以上不但是長期使用溫度的順序，也是耐化學(xué)物質(zhì)影響以及抗老化，使用壽命長短的順序。非金屬類型的全氟彈性體O型密封卷kalerz（美國杜邦公司）zui高使用溫度是327℃，但價格也高得驚人。
5.10設(shè)備外殼及防護(hù)
一般采用的機柜稱為儀表盤，組裝后稱為分析（儀器）柜；
人可以進(jìn)入的機柜稱為分析小屋；
機柜對粉塵、水的防護(hù)等級以IP XX表示；
機柜對可燃性氣體和蒸汽的防爆等級。如 dⅡCT4 dⅡBT6等。
5.11機柜的氣候調(diào)節(jié)
機柜的氣候調(diào)節(jié)可分為降溫、加熱、換氣等三個大的方面。
5.12自控單元
樣氣處理系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、近于免維護(hù)的協(xié)調(diào)運行，以及各種報警，都離不開PLC可編程序控制器為核心的自控單元。
5.13標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即標(biāo)準(zhǔn)氣，是在線分析器的計量標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已采用99.999%的高純氮作為零點氣。
和其他專業(yè)顯著不同，標(biāo)準(zhǔn)氣并不是想象的令人放心的“標(biāo)準(zhǔn)”，常量標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確度可能≤0.5%，而微量標(biāo)準(zhǔn)氣的準(zhǔn)確度只能達(dá)到2%。
5.14快速回路設(shè)計
用于提高分析系統(tǒng)的反應(yīng)速度。也可采用旁路流方式提高系統(tǒng)的反映速度，旁路流流量應(yīng)該是樣氣流量的 3-5倍。
5.15尾氣和冷凝液的安全排放。
5.16數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)程傳輸。
5.17工程現(xiàn)場安裝的施工設(shè)計。
綜合以上所列的17項內(nèi)容，從在線分析系統(tǒng)角度的整體性技術(shù)評價，要做到妥貼完善和協(xié)調(diào)，是多么不容易。這又恰是在線分析工程技術(shù)的閃點和魅力所在。
6水泥窯尾的干法高溫取樣探頭系統(tǒng)
6.1爐窯負(fù)壓型樣氣處理系統(tǒng)
取樣點壓力是負(fù)壓或微正壓，只要壓力不大于0.01MPa，往往都必須采用某種原理的抽氣泵這一標(biāo)志性樣氣處理部件，才能滿足樣氣流量的規(guī)范要求，一般為30—60l/h。（個別爐窯負(fù)壓型在線分析系統(tǒng)也需要防爆，例如焦?fàn)t煤氣）。
6.2水泥窯尾的正常取樣條件
以下兩點對樣氣處理系統(tǒng)來說過于苛刻，但沒有任何讓步的可能，它是樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)難點的標(biāo)志之一。
樣氣溫度＜1350℃
樣氣粉塵含量＜2000g/m3
6.3干法高溫探頭的關(guān)鍵技術(shù)特性
高精度粉塵過濾技術(shù) 0.3uｍ 99% ， 氣流阻力＜6mmH2O;
適用樣氣溫度＜1350℃ ；
控溫封閉循環(huán)水冷卻（出水溫度＜85℃）；
探頭外過濾器加熱180℃，內(nèi)外程控反吹掃；
反吹周期，可按需要在現(xiàn)場設(shè)定或修改，zui短時15min都有可能：
探頭長度一般為3m ；
全面的自動控制和安全報警技術(shù)；
現(xiàn)場安裝、投運技術(shù)。
6.4 LKP 101S 型干法高溫探頭系統(tǒng)（原理圖）
6.5干法高溫取樣探頭系統(tǒng)
干法高溫取樣探頭實際上是一套綜合技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)或成套設(shè)備或成套裝置，稱為高溫探頭系統(tǒng)才名符其實。它是在線分析系統(tǒng)的技術(shù)制高點之一。
7防爆分析小屋
7.1化工、石化領(lǐng)域使用的在線分析系統(tǒng)
化工類分析系統(tǒng)的樣氣大多數(shù)都是正壓力，并有嚴(yán)格的防爆要求，就該采用正壓防爆型樣氣處理系統(tǒng)，當(dāng)然在線分析器也要嚴(yán)格選擇隔爆型的，樣氣處理部件也要采用防爆型的，分析機柜也要正確選用結(jié)構(gòu)防爆型的。
7.2防爆分析小屋
防爆級別dⅡCT4或dⅡBT6 ，也有采用正壓通風(fēng)型（即p型）的。
·多臺分析器的防爆型在線分析系統(tǒng)，一般要采用防爆分析小屋。
·規(guī)格：2.7m高，根據(jù)實際需要，長和寬可在訂貨時選擇。
·結(jié)構(gòu)：鋼板結(jié)構(gòu)，厚度50mm—100mm（任選），充填阻燃絕熱離心真空保溫棉；
外墻為拋光磨砂不銹鋼板，內(nèi)墻是鍍鋅噴塑鋼板（可選不銹鋼），頂部為304 SS；
外開門，防爆視窗、緊急逃生鎖；
內(nèi)置（也可外置）標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和載氣瓶以及固定架；
整體排點接地保護(hù)；
地板為人字鋼板，t=5 mm；
全封閉安全集管排放系統(tǒng)，帶阻火器的安全放空罩。
·電器設(shè)備：防爆空調(diào)器（1.5P或其它規(guī)格）、防爆排風(fēng)扇、防爆照明燈、防爆電源接線箱、防爆信號接線箱、防爆防腐蝕開關(guān)、防爆報警燈、防爆型CO報警器等。
·技術(shù)特點：專業(yè)、規(guī)范的全封閉結(jié)構(gòu)防爆系統(tǒng)。
采用防爆分析小屋的防爆型分析系統(tǒng)也是在線分析系統(tǒng)的技術(shù)制高點之一。
8 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢分析
8.1樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的趨勢
· “有效改進(jìn)、持續(xù)創(chuàng)新”的理念非常適合于樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，因為它利用信息的機制很開放，糾正錯誤的機制很靈活。例如成都倍誠分析技術(shù)開發(fā)公司的渦流致冷樣氣冷凝器已經(jīng)改進(jìn)了五次，到了第五代。這種持續(xù)改進(jìn)已經(jīng)有了某種持續(xù)創(chuàng)新的特征。
·沖擊樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的制高點：國產(chǎn)的干法高溫探頭系統(tǒng)已連續(xù)多年主導(dǎo)國內(nèi)市場。樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的另一制高點是防爆分析小屋，成都倍誠公司的AH（P）型防爆分析小屋當(dāng)屬國內(nèi)水平。
·小型化是技術(shù)發(fā)展總的內(nèi)在規(guī)律之一：美國世偉洛克公司研發(fā)出如同糖葫蘆串態(tài)勢的“集成”式新型樣氣處理系統(tǒng)，總體積非常小，價格很高，技術(shù)適應(yīng)性也較窄，尚不具備推廣條件。英國士富梅公司的氧化鋯分析器的反吹氣路為Φ2的焊接三通氣路，氧化鋯傳感器比人的大手指頭還小。
·樣氣處理系統(tǒng)*技術(shù)的普遍提高及推廣應(yīng)用尚需時日：如探頭過濾器和后級過濾器雖然已經(jīng)達(dá)到0.3uｍ 99%和0.05uｍ 99%（單級）的*水平，而不少公司，包括一些參與國內(nèi)市場競爭的國外公司,卻分別停留在2μｍ和0.5μｍ左右甚至更低檔的原有保守水平。
·系列化樣氣處理部件的研發(fā)也是在線分析系統(tǒng)的技術(shù)制高點之一。
8.2樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的進(jìn)展
·組合式樣氣處理部件（如水洗分離器）；
·樣氣處理部件（如水冷卻分離器）；
·自潔式免維護(hù)樣氣處理部件（自吹洗綜合過濾器,旋風(fēng)自潔式過濾器）。
·安全性高的樣氣處理部件（如可拆式化工取樣探頭）；
·新原理的樣氣處理部件（如重慶凌卡公司自潔式綜合過濾器的實用新型）；
·不使用樣氣電子冷凝器和蠕動泵等電驅(qū)動部件的本安型樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)（重慶凌卡公司已取得國家發(fā)明的受理通知書）；
·開始出現(xiàn)專業(yè)化的樣氣處理部件公司，不過其水平和規(guī)模都尚難滿足工程應(yīng)用的實際需要。
9 新型樣氣處理部件解析 （重慶凌卡分析儀器有限公司技術(shù)）
9.1自吹洗綜合過濾器
（1）目前的各種過濾器均針對粉塵，對液霧不但無能為力，還常會因浸濕而發(fā)生堵塞，甚至損壞過濾薄膜，從而造成膜式過濾器失效。水份報警型膜式過濾器，就是迫不得已的被動選擇。
（2） 具有納米特性的*膜元件有非常*的性能，可以用“油、水雙疏”來評價其納米特性。
過濾精度≥0.3uｍ可達(dá)99.99% 以上
≥0.05uｍ也能達(dá)到99%
油霧過濾率 0.01% 以下（即99.99％ 以上不能通過，水霧過濾率也該是這一技術(shù)數(shù)據(jù)）。
聚合膜片因疏水特性不會被水浸濕，偶然遇水也不會影響透氣性。
聚合過濾膜的“除水”演示：600ml礦泉水細(xì)流緩慢沖淋該膜片后，膜片完好無損、無浸濕，只沾附些許殘留細(xì)小水珠，并無大礙。
氣流阻力 ≤7mmH2O （60L/h流量下，Ф50膜片）
有較好的抗張強度，不容易損壞。
（3） 新型自吹洗綜合過濾器
既能過濾 ≥0.05μｍ的粉塵99% ，也能過濾 ≥0.05μｍ的液霧99% ，還能阻擋＞0.05um的微小油霧。
過濾出的粉塵和液霧被自吹洗而實現(xiàn)自清潔，然后由旁路流排出，維護(hù)量大為降低，還能使系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快。需要更換膜片時，不必拆開管路或其它部件，即所謂“在線維護(hù)”。
（4） 在線分析儀器樣氣 “除塵”的規(guī)范要求
在線分析器對樣氣含粉塵量的苛刻要求是 ≤0.3um， ≤10ug/m3。
如果要堅持新近提出的“在線分析系統(tǒng)要有15年壽命周期”的工程設(shè)計新觀念，對樣氣“除塵”，即粉塵的過濾還會提出更加嚴(yán)格的要求，例如可能是＜0.2um，甚至再提高至＜0.1um。
聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織的空氣粉塵污染控制標(biāo)準(zhǔn)是0.3～0.5 um、20ug/m3。因此可以作出如下技術(shù)判斷：樣氣“除塵”的合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是優(yōu)于0.3um 10ug/m3。綜合過濾“粉塵、油霧、液霧”，精度達(dá)到0.05um 99%的自吹綜合過濾器有可能成為在線分析器可信賴的“保護(hù)神”。
9.2本安型樣氣處理系統(tǒng)
本安型樣氣處理系統(tǒng)的基本技術(shù)概念：
組成樣氣處理系的所有部件都不使用220V AC交流電源作為驅(qū)動力，也就是說取樣探頭、冷凝器、抽氣泵以及切換氣路的閥件、排放樣氣冷凝水的全部部件都不使用220V AC交流電源。再加上樣氣處理系統(tǒng)氣路密封性的精心設(shè)計，以及細(xì)心選擇配材，這樣的樣氣處理系統(tǒng)從技術(shù)概念上來評審，可認(rèn)為就是本質(zhì)安全的。
10 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展正進(jìn)入新的發(fā)展時期
10.1 21世紀(jì)前沿技術(shù)論壇
2007年11月6日，第二屆在線分析儀器應(yīng)用及發(fā)展論壇在北京召開，這是被尊為我國分析儀器學(xué)界旗幟，儀器儀表工程技術(shù)專家的朱良漪親自策劃、組織和主持的，他在論壇上作的主旨學(xué)術(shù)報告：“21世紀(jì)的前沿技術(shù)‘分析技術(shù)’與‘自動化’的系統(tǒng)集成” 〔２〕他以“戰(zhàn)略觀、歷史觀、觀”總結(jié)出來的學(xué)術(shù)思想、大趨勢理念，在很長歷史時期內(nèi)，都將是我國在線分析工程技術(shù)的導(dǎo)向性學(xué)術(shù)思想。
就在這次論壇，提出了三個重要的核心技術(shù)觀念：zui重要的是朱老提出的“分析技術(shù)與自動化的系統(tǒng)集成是21世紀(jì)前沿技術(shù)”的學(xué)術(shù)思想。在線分析儀器專業(yè)委員會黃步余主任委員提出的“在線分析系統(tǒng)需要15年壽命周期”的工程設(shè)計新理念。其次是金義忠提出的“樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)是在線分析系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)”的專業(yè)技術(shù)新概念。
10.2樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)高速發(fā)展的強勁動力
樣氣處理系統(tǒng)和在線分析系統(tǒng)相伴而生，如影隨形，兩者高度關(guān)聯(lián)，又相互促進(jìn)。
（1） 開放的、持續(xù)穩(wěn)定增長市場的強勁牽引
1995年，當(dāng)在線分析系統(tǒng)*個*新產(chǎn)品誕生之時，全國總產(chǎn)值才4000萬元左右。
2007年估計超過12億元，同比增長率可能在40% 以上， 2008年主流廠家根據(jù)已經(jīng)實現(xiàn)的上半年度高速發(fā)展勢頭判斷，相對2007年同比增長100%都有可能。
（2） 國家長期產(chǎn)業(yè)政策和科技政策的強勁牽引
“提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源和資源，防止、減少并積極治理污染，開辟可持續(xù)發(fā)展的新能源和新物質(zhì)，保障人類和地球的健康” 〔３〕，這*符合國家堅定不移的長期產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向，2008年加強了貫徹和引導(dǎo)的力度，由此有希望鑄就和誕生永遠(yuǎn)的朝陽產(chǎn)業(yè)。
（3） 中國對人類和地球健康的莊嚴(yán)承諾
我國政府去年在印尼巴厘島會議的“京都議定書”上簽了字，向社會莊嚴(yán)承諾節(jié)能減排、防治污染、保護(hù)環(huán)境等方面的性責(zé)任。
這一背景能很好解釋今年在線分析儀器及在線分析系統(tǒng)銷售特別火爆，政策支持力度特別大的本質(zhì)原因。發(fā)展在線分析工程技術(shù)的社會環(huán)境的重大轉(zhuǎn)折，尋求其深層次的本質(zhì)原因，還得歸結(jié)到 “保障人類和地球健康”越來越緊迫的需要。
（4） 在線分析工程技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的強勁推動
在線分析器、在線分析系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步，必然激發(fā)和推動樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)向前發(fā)展。隨著我國科技進(jìn)步的加速，樣氣處理部件以及系統(tǒng)研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)得到很大加強，重慶凌卡公司申請的國家發(fā)明和實用新型，能對樣氣處理系統(tǒng)的“除塵”、“除水”提供突破性的全新解決方案。
10.3樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)正進(jìn)入新的發(fā)展時期
（1） 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)與*水平的主要差距
·樣氣處理部件、樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的理論研究幾乎是空白；
·無“有規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢”的樣氣處理部件專業(yè)制造商（如德國M＆C公司）；
·樣氣處理部件的技術(shù)水平和質(zhì)量（個別品種除外）普遍不高；
·樣氣處理部件難于構(gòu)成比較完整有效的體系。
（2） 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)在*個發(fā)展周期中的總體表現(xiàn)
從1992年1月 至2007年11月，是在線分析工程技術(shù)發(fā)展的*個周期，當(dāng)然也是樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的*個周期，總體表現(xiàn)令人欣慰，主要指生產(chǎn)規(guī)模的擴大，專業(yè)隊伍的擴大。但理論研究幾乎是空白，質(zhì)量滯后于市場需求，競標(biāo)價格戰(zhàn)為背景的無序競爭，導(dǎo)致技術(shù)配置水平和供貨質(zhì)量有所倒退，樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)依然薄弱，這些都嚴(yán)重阻礙了樣氣處理系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展和質(zhì)量的提高。
（3） 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)正進(jìn)入新的發(fā)展時期
以2007年11月的“論壇”為標(biāo)志，樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)將伴隨在線分析工程技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展時期。對于發(fā)展趨勢的準(zhǔn)確認(rèn)識和判斷，必須堅持“大趨勢理念”，在迅猛增長的市場面前，尤其顯得重要。
我們幸好有戰(zhàn)略性學(xué)術(shù)思想的指引：朱良漪在論壇主旨報告的zui后部分，仍然高度關(guān)切和牽掛樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。他說“我想到的難點和閃點：取樣系統(tǒng)、可靠性、少維護(hù)和軟件技術(shù)” 〔２〕。他把“分析技術(shù)”與“自動化”的系統(tǒng)集成提升到“21世紀(jì)前沿技術(shù)”的戰(zhàn)略高度，并和拯救“21世紀(jì)的世界性危機”緊密。這增強了本專業(yè)從業(yè)者的信心和勇氣，激發(fā)出極大的創(chuàng)造性和技術(shù)創(chuàng)新的積極性。
·以“論壇”為標(biāo)志，正在發(fā)生三大核心觀念的轉(zhuǎn)變；
·樣氣處理部件及系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計將不斷走向深入；
·樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)將逐漸走向規(guī)范的專業(yè)化（注意：不是標(biāo)準(zhǔn)化）；
·樣氣處理部件較完整、相對成熟的技術(shù)體系將逐步形成；
·樣氣處理部件及其系統(tǒng)的研發(fā)將得到更高程度的重視；
·樣氣處理部件及其系統(tǒng)的品質(zhì)（包括外觀品質(zhì)）將得到很大提高；
·樣氣處理系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)概念、名詞術(shù)語將得到一定程度的規(guī)范；
·樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的強大邏輯力量將被越來越多的業(yè)界人士理解和認(rèn)識。
11 對樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的期待
11.1 樣氣處理處理系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展迫切需要“大趨勢理念”
堅持“大趨勢理念”是把握住歷史性機遇zui需要和zui為重要的思想武器，其次才是怎樣使用好技術(shù)武器和開展技術(shù)創(chuàng)新。
我們從“保障人類和地球的健康”的大方向去準(zhǔn)確把握社會、人類的需要，來判斷分析技術(shù)未來的發(fā)展方向，就能把握樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)如何正面迎接未來的挑戰(zhàn)，就是要向下打牢基礎(chǔ)，向上實現(xiàn)突破。打牢基礎(chǔ)，就是攻克樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)問題，正如攻克“除塵”、“除水”難題那樣。向上突破就是要攻克工程應(yīng)用的高難度領(lǐng)域，并且形成高品質(zhì)的體系性樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)。
11.2 樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新時期
樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新周期和我國改革開放進(jìn)入新的歷史時期，都是從2008年為起始年，都是以鼓勵創(chuàng)新和創(chuàng)造，轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展作為主要思想內(nèi)涵，這種歷史性的大交匯實屬某種“天機”，樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)在新時期的發(fā)展，將體現(xiàn)在線分析系統(tǒng)更廣泛的工程應(yīng)用和更深入的工程實踐上。
11.3堅持“有效改進(jìn)、持續(xù)創(chuàng)新”的理念
期待樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展堅持“有效改進(jìn)、持續(xù)創(chuàng)新”的理念，能走出困惑，出現(xiàn)新飛躍：能全面提供基于規(guī)范的專業(yè)化和工程實踐經(jīng)驗的全新解決方案及其產(chǎn)品，能有全新的定位和全新的發(fā)展方向，構(gòu)建全新的發(fā)展格局，爭取實現(xiàn)符合“21世紀(jì)前沿技術(shù)”水準(zhǔn)的發(fā)展結(jié)果。
參考文獻(xiàn)