河北省工業(yè)氣體協(xié)會(huì)會(huì)議ldetek中國(guó)代表處

1、,,,,,,,,Experts in gas analysis,,新形勢(shì)下對(duì)安全和質(zhì)量管理的思考 ——LDETEK等離子發(fā)射色譜儀（PED）對(duì)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(guó)區(qū) 中國(guó)區(qū)經(jīng)理全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) 委員全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)分析分會(huì) 委員電話： 13911632686 010-87269199郵箱：

2、 rli@ldetek.com 地址：北京豐臺(tái)區(qū)果園6號(hào)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(cè)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(gòu)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(shí)大部分考慮砍掉分析儀）對(duì)儀表及分析人員的重視和培訓(xùn)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(cè)/質(zhì)量監(jiān)控的

3、作用儀器的操作過(guò)于繁瑣（陳舊/自動(dòng)化程度不高/分析方法不先進(jìn)），儀表及分析人員“很累”3.儀器儀表超過(guò)30%-40%非正常運(yùn)行，維護(hù)能力不足4. 導(dǎo)致安全監(jiān)測(cè)和質(zhì)量管理沒有達(dá)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(guò)硬本領(lǐng)（分析儀器非常專業(yè)）2.購(gòu)置性能優(yōu)異的分析儀器，但要避免無(wú)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(yǔ)權(quán)”，不能導(dǎo)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(cè)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(gè)企業(yè)生產(chǎn)及管理的全面素質(zhì)及水平，可以說(shuō)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(biāo)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(cè)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(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)

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(yàn)）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(guò)數(shù)15年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。 4.LDetek公司的所有員工都經(jīng)歷過(guò)氣體分析儀的設(shè)計(jì)和制造，北京代表處的工程師受過(guò)專職的培訓(xùn)。并且具有多種分析儀器的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。,標(biāo)準(zhǔn)、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(guò)微型、直線型石英電離池，被池內(nèi)高頻高強(qiáng)度的電池磁場(chǎng)一起電離，發(fā)射出多種光譜譜線，再經(jīng)過(guò)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(cè)樣品的量化的電信號(hào)。,檢測(cè)器特點(diǎn)：1.直線型結(jié)構(gòu)，無(wú)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(wú)選擇性,具有“選擇性”,無(wú)選擇性,具有“選擇性”,優(yōu)點(diǎn)：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(guó)計(jì)量院   China Metrology廣東省計(jì)量院  Guangdong province Metrology中國(guó)測(cè)試分析技術(shù)研究院China National Institute of measurement and Testing Technology Chemical Research Institute

11、中國(guó)工程物理研究院綿陽(yáng)九院  China Academy of Engineering Physics中國(guó)原子能科學(xué)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(tuán)            Handan steel Group濟(jì)寧協(xié)力特種氣體公司    Jining Xieli special gas company 柳州鋼鐵集團(tuán)     Liuzhou steel Group寶鋼集團(tuán)

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(wàn)）,“安全”是任何一個(gè)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(gè)企業(yè)的重要任務(wù)。事故：1996年3月2日3時(shí)44分江西

14、某鋼鐵公司1997年5月16日9時(shí)5分，撫順乙烯化工廠1997年12月25日夜，位于馬來(lái)西亞沙撈月省 發(fā)生如上所述重大災(zāi)難性事故的一個(gè)共同的直接原因都是液氧中的碳?xì)浠衔锾貏e是乙炔（C2H2）和氮氧化合物中的氧化亞氮即笑氣（N2O）含量超標(biāo)。所以加強(qiáng)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(biāo) 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(bào)警值為100ppb和停車值為1000ppb即1ppm（這樣檢測(cè)儀器的靈敏度必須小于10ppb）2.有毒有害氣體檢測(cè)（可燃?xì)怏w，有毒氣體等）3.氣體中微量油分析（壓縮機(jī)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(dǎo)檢測(cè)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(cè)器的氣相色譜儀；5. PlasmaDetek-PED：帶PlasmaDetek檢測(cè)器色譜儀,現(xiàn)狀及建議,1. 70%以上還是使用FID法來(lái)檢測(cè)C2H2等碳?xì)浠衔铮嬖谝欢ǖ臋z測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。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(cè)C2H2，維護(hù)量大，維護(hù)成本高。3. 15%左右為紅外法檢測(cè)N2O，不能滿足要求。檢出限只有2-3ppm4. 50%左

17、右沒有檢測(cè)氣體中的微量油（根據(jù)壓縮機(jī)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(bào)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(diǎn)：安全（不需使用高純H2）靈敏度高：對(duì)C2H2檢測(cè)線可達(dá)7ppb 對(duì)N2O檢測(cè)線可達(dá)5ppb3.運(yùn)行成本低

18、（不需要氦氣，不需要H2 及零點(diǎn)空氣。4.1臺(tái)儀器解決了傳統(tǒng)2-3臺(tái)儀器的功能。,傳統(tǒng)方法：FID+轉(zhuǎn)化爐+IR,幾種檢測(cè)手段的對(duì)比,14,初步結(jié)論： PlamaDetek等離子發(fā)射色譜儀具有最好 的性價(jià)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?fàn)顩r,15,1. 50-60年代是國(guó)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(gè)研究單位上?；ぱ芯吭汉椭袊?guó)科學(xué)院

19、大連化學(xué)物理研究所負(fù)責(zé)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(guó)產(chǎn)儀器發(fā)展提高，并且開始引進(jìn)國(guó)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(guó)開始大規(guī)模發(fā)展電子工業(yè)，與之配合的就是5N級(jí)高純氣體的研制。5N級(jí)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(duì)小空分系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是配套國(guó)產(chǎn)儀器的性能普及和提高的階段，對(duì)大中型空分設(shè)備來(lái)說(shuō)是大規(guī)模引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)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(guó)內(nèi)一些單位曾引進(jìn)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(cè)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(hù)等環(huán)節(jié),Plasma Detek PED意義：,1.直接測(cè)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(dá)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(cè)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(cè)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(diǎn)：1.可實(shí)現(xiàn)對(duì)微量Ne,Ar,H2S,COS,THT,TBM,AsH3,PH3分析，檢測(cè)線可達(dá)1-10ppb.2.對(duì) Ne,Ar等雜質(zhì)是直接檢測(cè)法。應(yīng)用：1.空分（高純氣體） 2.天然氣 3.混合氣（標(biāo)氣）4.環(huán)保 5.石油化工 6.特氣（半導(dǎo)體） 7.稀有氣體,26,27,PlasmaDetek PED應(yīng)用譜圖展示,He-PED

24、 對(duì)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(duì)微量痕量Ne的檢測(cè)可達(dá)1ppb,29,國(guó)防科技工業(yè)應(yīng)用化學(xué)一級(jí)計(jì)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(diǎn)：1.加熱吹掃保護(hù)箱，高氣密性和安全性 2.每一個(gè)分析周期完成，經(jīng)純化器后的載氣自動(dòng)吹掃氣路1次，確保無(wú)殘留。 3.HCL對(duì)PED檢測(cè)器無(wú)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(duì)Ne的響應(yīng)很高，LDL可達(dá)ppb級(jí),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(jí)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(tái)完成所以分析項(xiàng)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(guó)Linde氣體公 司 驗(yàn)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(jí)分析應(yīng)用,45,7ppb雜質(zhì)分析,46,47,Argotek色譜柱結(jié)合plamaDetek PED實(shí)現(xiàn)ppm-ppb級(jí)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(hù)等環(huán)節(jié)。,Plasma Detek PED及Argotek的意義,1.直接測(cè)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(hù)量大，存在危險(xiǎn)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(cè)法,PlasmaDetek氧中氬、氮分析的測(cè)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(yǔ),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(shì)。代表創(chuàng)新技術(shù)的方向，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。2.Plasma Detek PED 技術(shù)代表了先進(jìn)