热导气体分析仪主要利用不同气体导热系数不同的原理,适合测量二元或准二元混合气体中某一组分的浓度,尤其是氢气、氦气、氩气、二氧化碳、甲烷等与背景气导热系数差异较大的气体。
常见应用场合如下:
1. 电力行业
氢冷发电机氢气纯度监测:大型发电机常用氢气冷却,需实时监测氢气纯度,防止氢气泄漏进入空气形成爆炸性混合气。
发电机置换过程监测:检修时用二氧化碳或氮气置换氢气,热导仪可监测置换是否彻底。
2. 石油、化工行业
制氢装置、加氢裂化、合成氨:测量循环气、合成气中的氢气含量。
氯碱工业:监测电解产生的氢气纯度,以及氯气中的含氢量,防止氯氢混合爆炸。
乙烯、丙烯生产:测量裂解气或循环气中的氢气、甲烷等组分。
硫酸生产:测量转化器进口气体中二氧化硫浓度。
3. 冶金与热处理
保护气氛控制:如光亮退火、渗碳、氮化等工艺中,控制氢、氮、氩等保护气体的比例。
高炉煤气、转炉煤气:分析煤气中氢气、二氧化碳等组分。
4. 空分与气体生产
氩气纯度分析:空分装置中粗氩、精氩中的氩含量(需注意背景气组成稳定)。
氦气、氢气等特种气体纯度检测。
混合气配制:如氮氢混合气、氩氢混合气等配比控制。
5. 新能源与环保
沼气、垃圾填埋气:测量甲烷和二氧化碳含量。
氢燃料电池系统:监测氢气纯度。
烟气监测:部分场合用于测量烟气中的二氧化碳或二氧化硫,但复杂背景气下通常需预处理或配合其他技术。
6. 实验室与在线分析
气相色谱仪的热导检测器:用于多种气体组分的通用检测。
科研及气体配比实验:在线监测混合气体组成。
总结:
热导气体分析仪适合用在这些场景:
背景气组成相对稳定、变化不大的二元/准二元混合气;
待测组分热导率与背景气差异大,如 H₂、He、Ar、CO₂、CH₄;
需要连续在线监测、响应快、维护简单的工业过程。
如果背景气成分复杂多变,热导法的选择性会变差,此时通常需配合预处理系统或改用红外、激光、质谱等方法。