氧化鋯氧量分析儀，又稱氧(yang)化(hua)鋯氧(yang)分(fen)析(xi)(xi)儀、氧(yang)化(hua)鋯分(fen)析(xi)(xi)儀、氧(yang)化(hua)鋯氧(yang)量(liang)(liang)計、氧(yang)化(hua)鋯氧(yang)量(liang)(liang)表，主要用(yong)(yong)于(yu)(yu)測量(liang)(liang)燃(ran)燒(shao)過程(cheng)中煙(yan)氣(qi)的含氧(yang)濃度，同(tong)樣也適(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)非(fei)燃(ran)燒(shao)氣(qi)體氧(yang)濃度測量(liang)(liang)。在傳感器內溫度恒定(ding)的電化(hua)學電池產生一個(ge)毫伏(fu)電勢，這(zhe)個(ge)電勢直接反應出煙(yan)氣(qi)中含氧(yang)濃度值。 將此分(fen)析(xi)(xi)儀應用(yong)(yong)于(yu)(yu)燃(ran)燒(shao)監視與控(kong)制，將有助于(yu)(yu)充分(fen)燃(ran)燒(shao)，減少(shao)CO2、SOx及NOx的排放，從而為防止(zhi)全球(qiu)變暖及空氣(qi)污染(ran)做(zuo)出貢獻(xian)。同(tong)時，氧(yang)化(hua)鋯氧(yang)量(liang)(liang)分(fen)析(xi)(xi)儀還可用(yong)(yong)于(yu)(yu)氣(qi)氛控(kong)制，準確控(kong)制工藝生產過程(cheng)；采用(yong)(yong)兩(liang)只探頭測出干氧(yang)、濕氧(yang)可以換(huan)算出水分(fen)含量(liang)(liang)。
氧(yang)化鋯氧(yang)量分析(xi)儀廣泛應用于多(duo)種行(xing)業(ye)(ye)的燃燒(shao)(shao)監視與控制過(guo)程(cheng)，并且(qie)幫助各行(xing)業(ye)(ye)領域(yu)取得了相當可觀(guan)的節能(neng)效果(guo)。應用領域(yu)包括能(neng)耗行(xing)業(ye)(ye)，如(ru)鋼(gang)鐵業(ye)(ye)、電子電力業(ye)(ye)、石油化工業(ye)(ye)、制陶(tao)業(ye)(ye)、造紙業(ye)(ye)、食品業(ye)(ye)、紡(fang)織品業(ye)(ye)，還包括各種燃燒(shao)(shao)設備，如(ru)焚燒(shao)(shao)爐(lu)、中(zhong)小(xiao)型鍋(guo)爐(lu)等。
氧含量監測
隨著人們環(huan)保(bao)(bao)和節能(neng)(neng)意(yi)識的(de)(de)(de)逐漸提高(gao)(gao)，眾多大中(zhong)型企業如鋼(gang)鐵冶金、石油(you)化工(gong)、火(huo)力發電(dian)(dian)廠(chang)等，已將提高(gao)(gao)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)效(xiao)(xiao)率、降(jiang)低能(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao)、降(jiang)低污染物排放、保(bao)(bao)護環(huan)境等作為提高(gao)(gao)產(chan)品(pin)質量和增強產(chan)品(pin)競爭(zheng)能(neng)(neng)力的(de)(de)(de)重要途徑。鋼(gang)鐵行業的(de)(de)(de)軋鋼(gang)加熱爐、電(dian)(dian)力行業的(de)(de)(de)鍋爐等燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)裝置和熱工(gong)設備，是各(ge)行業的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao)大戶。因此，如何測量和提高(gao)(gao)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)裝置的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)效(xiao)(xiao)率、確定***佳燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)點(dian)，是十分令人關(guan)心(xin)的(de)(de)(de)。
***佳燃燒點
供給加熱(re)爐(lu)、鍋爐(lu)等(deng)加熱(re)設(she)備(bei)的(de)燃(ran)料燃(ran)燒(shao)熱(re)并(bing)不是全部被利用了。以軋鋼(gang)加熱(re)爐(lu)或(huo)鍋爐(lu)為例，有效熱(re)是為了使物料加熱(re)或(huo)熔(rong)化(hua)（以及工(gong)藝過程的(de)進行）所(suo)須***傳入(ru)的(de)熱(re)量，爐(lu)子(zi)煙(yan)(yan)氣帶走的(de)物理(li)熱(re)是熱(re)損(sun)失(shi)中主要部分(fen)(fen)。當鼓風量過大時（即空燃(ran)比(bi)α偏(pian)大），雖然能使燃(ran)料充分(fen)(fen)燃(ran)燒(shao)，但煙(yan)(yan)氣中過剩空氣量偏(pian)大，表現為煙(yan)(yan)氣中O2含量高(gao)(gao)，過剩空氣帶走的(de)熱(re)損(sun)失(shi)Q1值(zhi)增大，導致(zhi)熱(re)效率(lv)η偏(pian)低(di)。與(yu)此(ci)同時，過量的(de)氧(yang)氣會(hui)與(yu)燃(ran)料中的(de)S、煙(yan)(yan)氣中的(de)N2反應生成SO2、NOX等(deng)有害物質。而對(dui)于軋鋼(gang)加熱(re)爐(lu)，煙(yan)(yan)氣中氧(yang)含量過高(gao)(gao)還會(hui)導致(zhi)鋼(gang)坯氧(yang)化(hua)鐵(tie)皮增厚，增加氧(yang)化(hua)燒(shao)損(sun)。
當(dang)鼓風(feng)量偏(pian)低時(shi)（即空燃(ran)比α減小），表現(xian)為(wei)煙(yan)氣中O2含量低，CO含量高，雖說排煙(yan)熱(re)損失小，但燃(ran)料沒有完(wan)全燃(ran)燒，熱(re)損失Q2增(zeng)大，熱(re)效(xiao)率η也將(jiang)降低。另外，煙(yan)囪也會冒黑(hei)煙(yan)而(er)污染環(huan)境。
所謂提(ti)高(gao)燃燒效率(lv)，就是要(yao)適量(liang)的(de)燃料與(yu)適量(liang)的(de)空(kong)氣(qi)組成***佳(jia)比例進行燃燒。熱(re)效率(lv)與(yu)煙(yan)氣(qi)中(zhong)的(de)CO、O2、CO2含量(liang)以及(ji)排煙(yan)溫度、供熱(re)負荷、霧(wu)化(hua)條件等因素有關。因此，可通(tong)過測量(liang)并(bing)控制(zhi)煙(yan)道氣(qi)體中(zhong)CO、O2、CO2的(de)含量(liang)來(lai)調節(jie)空(kong)氣(qi)消耗系數(shu)λ，來(lai)達到***高(gao)燃燒效率(lv)。
燃(ran)燒效(xiao)(xiao)率控(kong)制由來已久，上(shang)世紀(ji)60年代，曾廣(guang)泛(fan)采用CO2分析(xi)儀監測(ce)煙道(dao)氣體中CO2含(han)量來控(kong)制空氣消(xiao)耗系(xi)數λ以達到(dao)***佳，但CO2含(han)量受燃(ran)料品種影響較(jiao)大。70年代后，逐漸采用煙氣中O2含(han)量或O2含(han)量和CO含(han)量相結合(he)的方法來控(kong)制燃(ran)燒效(xiao)(xiao)率。
提高(gao)燃燒效率***直接的方法就是使用(yong)煙(yan)氣分析儀器（如(ru)煙(yan)氣分析儀、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含(han)量檢測儀）連(lian)續監(jian)測煙(yan)道氣體成(cheng)分，分析煙(yan)氣中O2含(han)量和CO含(han)量，調(diao)節助燃空(kong)氣和燃料的流量，確定***佳的空(kong)氣消耗系數。
測(ce)量(liang)(liang)煙(yan)氣中含氧量(liang)(liang)的儀(yi)表稱為氧分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)（氧量(liang)(liang)計）。常(chang)用的氧分(fen)(fen)析(xi)儀(yi)主要有熱磁式(shi)和氧化鋯式(shi)兩種。
熱磁式
其(qi)原理(li)(li)是利(li)用煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)組分(fen)中氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)化率特別高(gao)這一物理(li)(li)特性來測(ce)定(ding)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中含(han)氧(yang)量(liang)。氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)順磁(ci)(ci)(ci)(ci)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)（氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)能被磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)所吸引的稱為(wei)順磁(ci)(ci)(ci)(ci)性氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)），在不均勻磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)中受到(dao)吸引而流向磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)較(jiao)強(qiang)處。在該(gai)處設有加熱絲，使(shi)此處氧(yang)的溫(wen)(wen)度升高(gao)而磁(ci)(ci)(ci)(ci)化率下降，因而磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)吸引力(li)減小，受后(hou)面(mian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化率較(jiao)高(gao)的未被加熱的氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)子推(tui)擠而排出(chu)(chu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，由(you)此造成(cheng)"熱磁(ci)(ci)(ci)(ci)對流"或"磁(ci)(ci)(ci)(ci)風(feng)"現(xian)(xian)象(xiang)。在一定(ding)的氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)樣(yang)壓(ya)力(li)、溫(wen)(wen)度和(he)流量(liang)下，通過測(ce)量(liang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)風(feng)大小就可測(ce)得氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)樣(yang)中氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)含(han)量(liang)。由(you)于(yu)熱敏元件（鉑(bo)絲）既作(zuo)(zuo)為(wei)不平衡電(dian)橋(qiao)的兩個橋(qiao)臂電(dian)阻，又作(zuo)(zuo)為(wei)加熱電(dian)阻絲，在磁(ci)(ci)(ci)(ci)風(feng)的作(zuo)(zuo)用下出(chu)(chu)現(xian)(xian)溫(wen)(wen)度梯(ti)度，即進(jin)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)側橋(qiao)臂的溫(wen)(wen)度低于(yu)出(chu)(chu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)側橋(qiao)臂的溫(wen)(wen)度。不平衡電(dian)橋(qiao)將隨著氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)樣(yang)中氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)含(han)量(liang)的不同，輸出(chu)(chu)相應的電(dian)壓(ya)值。
熱磁式(shi)氧(yang)分(fen)析儀雖然具有結構簡單(dan)、便于制造和(he)調整等優點，但由于其反應速度慢、測(ce)量誤差大、容易發(fa)生測(ce)量環室堵塞和(he)熱敏元件(jian)腐蝕嚴重等缺點，已逐漸(jian)被氧(yang)化鋯氧(yang)分(fen)析儀所取代。
傳感器式
氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)（ZrO2）是一(yi)(yi)種陶瓷，一(yi)(yi)種具有離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)導(dao)電(dian)(dian)性質的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)。在(zai)常溫(wen)下為(wei)單(dan)斜(xie)晶(jing)(jing)體(ti)，當(dang)溫(wen)度升(sheng)高(gao)到(dao)1150℃時，晶(jing)(jing)型(xing)轉變為(wei)立方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)，同(tong)(tong)時約有7%的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積(ji)收(shou)縮(suo)；當(dang)溫(wen)度降低(di)時，又變為(wei)單(dan)斜(xie)晶(jing)(jing)體(ti)。若反復加熱與冷卻，ZrO2就(jiu)會破裂。因此(ci)(ci)，純凈的(de)(de)(de)(de)(de)ZrO2不(bu)能用作測(ce)量(liang)(liang)(liang)元件。如果(guo)在(zai)ZrO2中(zhong)(zhong)加入一(yi)(yi)定(ding)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈣(gai)（CaO）或氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)釔(yi)（Y2O3）作穩(wen)定(ding)劑，再經過(guo)高(gao)溫(wen)焙(bei)燒，則變為(wei)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)材料(liao)，這時，四(si)價(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)鋯(gao)被二價(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)或三(san)價(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)釔(yi)置(zhi)換，同(tong)(tong)時產生(sheng)(sheng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)空(kong)穴，所以ZrO2屬于(yu)陰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)固體(ti)電(dian)(dian)解質。ZrO2主(zhu)要通過(guo)空(kong)穴的(de)(de)(de)(de)(de)運動而(er)導(dao)電(dian)(dian)，當(dang)溫(wen)度達(da)到(dao)600℃以上(shang)時，ZrO2就(jiu)變為(wei)良好的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)導(dao)體(ti)。 在(zai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)電(dian)(dian)解質的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)面各燒結一(yi)(yi)個(ge)鉑電(dian)(dian)極(ji)，當(dang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)兩(liang)側(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)壓不(bu)同(tong)(tong)時，氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)壓高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)以離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)形(xing)式向氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)壓低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)遷(qian)移，結果(guo)使氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)壓高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)鉑電(dian)(dian)極(ji)失去電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯正電(dian)(dian)，而(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)壓低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)鉑電(dian)(dian)極(ji)得到(dao)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯負電(dian)(dian)，因而(er)在(zai)兩(liang)鉑電(dian)(dian)極(ji)之間產生(sheng)(sheng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)濃差(cha)電(dian)(dian)勢(shi)。此(ci)(ci)電(dian)(dian)勢(shi)在(zai)溫(wen)度一(yi)(yi)定(ding)時只(zhi)與兩(liang)側(ce)(ce)(ce)氣體(ti)中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)（氧(yang)(yang)(yang)(yang)濃差(cha)）有關。若一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)已知(zhi)（如空(kong)氣中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)為(wei)常數），則另一(yi)(yi)側(ce)(ce)(ce)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)（如煙氣中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)）就(jiu)可(ke)用氧(yang)(yang)(yang)(yang)濃差(cha)電(dian)(dian)勢(shi)表示，測(ce)出氧(yang)(yang)(yang)(yang)濃差(cha)電(dian)(dian)勢(shi)，便可(ke)知(zhi)道煙氣中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣含量(liang)(liang)(liang)。
氧化鋯氧分析儀具有(you)結構(gou)和采(cai)樣預(yu)處理系統較簡單、靈(ling)敏度和分辨率(lv)高、測量范(fan)圍寬、響應速度較快(kuai)等(deng)優(you)點。
煙氣分析儀器應用(yong)領域十(shi)分廣泛(fan)，例如(ru)：
熱(re)電廠循(xun)環流(liu)化床鍋爐(lu)用(yong)于燃燒(shao)控制室(shi)的(de)(de)煙道氣體監測(ce)； 鋼鐵(tie)廠軋鋼加熱(re)爐(lu)用(yong)于解決降低氧(yang)化燒(shao)損或脫(tuo)碳層厚(hou)度(du)時的(de)(de)爐(lu)氣氣氛檢(jian)測(ce)； 全氫(qing)熱(re)處(chu)理爐(lu)用(yong)于檢(jian)測(ce)輻(fu)射管(guan)是否燒(shao)穿漏氣； 研(yan)制新型(xing)燃燒(shao)器(qi)（蓄(xu)熱(re)式(shi)、低NOX式(shi)、輻(fu)射管(guan)式(shi)）時用(yong)于燃燒(shao)器(qi)結構尺寸的(de)(de)設計(ji)研(yan)究； 汽車尾(wei)氣排放檢(jian)測(ce)；食品(pin)行業水分測(ce)定； 其他工業窯爐(lu)及垃圾焚(fen)燒(shao)爐(lu)煙氣監測(ce)。
本(ben)文由磁翻板液位(wei)計://www.ccchzy.cn推薦，轉載請注明(ming)出(chu)處
