氧化锆氧量分析仪的运用有哪些含义？

跟着人们环保和节能认识的逐步进步，很多大中型企业如钢铁冶金、石油化工、火力发电厂等，已将进步焚烧功率、下降能源耗费、下降污染物排放、保护环境等作为进步产品质量和增强产品竞争能力的重要途径。钢铁行业的轧钢加热炉、电力行业的锅炉等焚烧设备和热工设备，是各行业的能源耗费大户。因而，怎么丈量和进步焚烧设备的焚烧功率、确认最佳焚烧点，是非常令人关怀的。

确认最佳焚烧功率点

供应加热炉、锅炉等加热设备的燃料焚烧热并不是悉数被使用了。以轧钢加热炉或锅炉为例，有用热是为了使物料加热或熔化（以及工艺进程的进行）所有必要传入的热量，炉子烟气带走的物理热是热丢失中首要部分。当鼓风量过大时（即空燃比α偏大），尽管能使燃料充沛焚烧，但烟气中过剩空气量偏大，表现为烟气中O2含量高，过剩空气带走的热丢失Q1值增大，导致热功率η偏低。与此一起，过量的氧气会与燃猜中的S、烟气中的N2反响生成SO2、NOX等有害物质。而关于轧钢加热炉，烟气中氧含量过高还会导致钢坯氧化铁皮增厚，添加氧化烧损。

当鼓风量偏低时（即空燃比α减小），表现为烟气中O2含量低，CO含量高，尽管排烟热丢失小，但燃料没有彻底焚烧，热丢失Q2增大，热功率η也将下降。别的，烟囱也会冒黑烟而污染环境。

所谓进步焚烧功率，便是要适量的燃料与适量的空气组成最佳份额进行焚烧。热功率与烟气中的CO、O2、CO2含量以及排烟温度、供热负荷、雾化条件等要素有关。因而，可经过氧化锆氧量剖析仪丈量并操控烟道气体中CO、O2、CO2的含量来调理空气耗费系数λ，来到达最高焚烧功率。

焚烧功率操控由来已久，上世纪60年代，曾广泛选用CO2剖析仪监测烟道气体中CO2含量来操控空气耗费系数λ以到达最佳，但CO2含量受燃料种类影响较大。70年代后，逐步选用烟气中O2含量或O2含量和CO含量相结合的办法来操控焚烧功率。

进步焚烧功率最直接的办法便是运用烟气剖析仪器（如烟气剖析仪、焚烧功率测定仪、氧化锆氧含量检测仪）接连监测烟道气体成分，剖析烟气中O2含量和CO含量，调理助燃空气和燃料的流量，确认最佳的空气耗费系数。

丈量烟气中含氧量的外表称为氧剖析仪（氧量计）。常用的氧剖析仪首要有热磁式和氧化锆氧量剖析仪两种。

热磁式氧剖析仪

其原理是使用烟气组分中氧气的磁化率特别高这一物理特性来测定烟气中含氧量。氧气为顺磁性气体（气体能被磁场所招引的称为顺磁性气体），在不均匀磁场中遭到招引而流向磁场较强处。在该处设有加热丝，使此处氧的温度升高而磁化率下降，因而磁场招引力减小，受后边磁化率较高的未被加热的氧气分子推挤而排出磁场，由此形成”热磁对流”或”磁风”现象。在必定的气样压力、温度和流量下，经过丈量磁风巨细就可测得气样中氧气含量。因为热敏元件（铂丝）既作为不平衡电桥的两个桥臂电阻，又作为加热电阻丝，在磁风的效果下呈现温度梯度，即进气侧桥臂的温度低于出气侧桥臂的温度。不平衡电桥将跟着气样中氧气含量的不同，输出相应的电压值。

热磁式氧剖析仪尽管具有结构简略、便于制作和调整等长处，但因为其反响速度慢、丈量误差大、容易发生丈量环室阻塞和热敏元件腐蚀严峻等缺陷，已逐步被氧化锆氧剖析仪所替代。

氧化锆传感器式氧剖析仪

氧化锆（ZrO2）是一种陶瓷，一种具有离子导电性质的固体。在常温下为单斜晶体，当温度升高到1150℃时，晶型转变为立方晶体，一起约有7%的体积缩短；当温度下降时，又变为单斜晶体。若重复加热与冷却，ZrO2就会决裂。因而，纯洁的ZrO2不能用作丈量元件。如果在ZrO2中参加必定量的氧化钙（CaO）或氧化钇（Y2O3）作安稳剂，再经过高温焙烧，则变为安稳的氧化锆资料，这时，四价的锆被二价的钙或三价的钇置换，一起发生氧离子空穴，所以ZrO2归于阴离子固体电解质。ZrO2首要经过空穴的运动而导电，当温度到达600℃以上时，ZrO2就变为杰出的氧离子导体。

在氧化锆电解质的双面各烧结一个铂电极，当氧化锆两边的氧分压不一起，氧分压高的一侧的氧以离子方式向氧分压低的一侧搬迁，成果使氧分压高的一侧铂电极失掉电子显正电，而氧分压低的一侧铂电极得到电子显负电，因而在两铂电极之间发生氧浓差电势。此电势在温度必守时只与两边气体中氧气含量的差（氧浓差）有关。若一侧氧气含量已知（如空气中氧气含量为常数），则另一侧氧气含量（如烟气中氧气含量）就可用氧浓差电势表明，测出氧浓差电势，便可知道烟气中氧气含量。

氧化锆氧剖析仪具有结构和采样预处理体系较简略、灵敏度和分辨率高、丈量规模宽、响应速度较快等长处。

烟气剖析仪器应用领域非常广泛，例如：

热电厂循环流化床锅炉用于焚烧操控室的烟道气体监测；
钢铁厂轧钢加热炉用于处理下降氧化烧损或脱碳层厚度时的炉气气氛检测；
全氢热处理炉用于检测辐射管是否烧穿漏气；
研发新式焚烧器（蓄热式、低NOX式、辐射管式）时用于焚烧器结构尺度的规划研讨；
轿车尾气排放检测；
其他工业窑炉及废物焚烧炉烟气监测。(end)