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氧分仪 腐蚀性气体

氧分仪在处理含有腐蚀性气体的样气时，会遇到严峻的挑战，如果处理不当，会迅速导致传感器损坏、测量失准甚至仪器报废。

(一)腐蚀性气体对氧分仪的危害

腐蚀性气体（如 SO2、NOx、HCl、Cl2、H2S、HF 等）主要会攻击氧分仪的核心部件——氧传感器。不同类型的传感器，其受损机制略有不同：

1.电化学传感器（常用于便携式仪器）：

毒化电极： 腐蚀性气体会与传感器的工作电极（通常是阴极）发生化学反应，覆盖或改变其催化活性表面，导致其灵敏度急剧下降，响应速度变慢。这种损害通常是不可逆的。

电解液变质： 气体溶解在传感器的电解液中，会改变其酸碱度或形成沉淀，影响离子导电性，导致读数漂移和传感器失效。

2.氧化锆传感器（常用于高温在线测量）：

腐蚀参比电极： 氧化锆传感器需要一个稳定的参比气体（通常是空气）。如果腐蚀性气体渗透到参比侧，会腐蚀参比电极，导致基准电位漂移，测量值完全错误。

腐蚀锆池本身： 高温下，某些腐蚀性气体会与氧化锆陶瓷发生反应，破坏其晶体结构，导致传感器开裂或性能衰减。

堵塞参比空气通道： 腐蚀性气体可能形成固体盐类，堵塞微小的参比空气通道，使传感器失效。

3.顺磁传感器（物理原理，无化学消耗）：

顺磁传感器本身对腐蚀性气体不敏感，因为其检测的是氧气的物理性质（磁化率）。

然而， 样气在进入传感器气室之前，必须经过预处理系统（如管路、过滤器、泵等）。这些预处理部件会被严重腐蚀，导致泄漏、堵塞，最终腐蚀性气体仍会进入气室，损坏内部精密部件（如检测单元、镜面等）。

(二)解决方案与应对措施

应对腐蚀性气体的核心思想是：“预防为主，将腐蚀性气体阻挡在核心传感器之外”。

1. 正确的样气预处理系统

采样探头： 使用耐腐蚀材料（如哈氏合金、316L不锈钢、特氟龙涂层）。

伴热管线： 如果气体露点较高，需使用电伴热管线，防止腐蚀性气体在管内冷凝形成强腐蚀性液体。管线内衬也需采用PTFE（聚四氟乙烯，俗称特氟龙）等惰性材料。

冷凝与过滤：

高效冷却器（冷凝器）： 快速将样气温度降至露点以下，去除水分。这是关键一步，因为许多腐蚀性气体在水中溶解后酸性更强（如SO?形成亚硫酸），去除水分能极大减轻腐蚀性。

精细过滤器： 在冷凝后安装，使用PTFE材质的过滤器，滤除水滴和颗粒物。

洗涤与吸附：

气体洗涤瓶： 让样气通过特定的化学试剂（如碱液吸收酸性气体），有选择性地去除目标腐蚀性组分。这种方法效果显著，但需要定期更换试剂。

选择性吸附剂： 使用装有活性炭或其他专用吸附剂的过滤器，吸附特定腐蚀性气体。需注意吸附剂有寿命，需定期更换。

2.选择合适的仪器材质

仪器流路材质：

确保整个样气经过的路径（接头、阀门、气室）都采用耐腐蚀材料，如316L不锈钢、哈氏合金、PTFE、PFA、聚四氟乙烯等。在选购仪器时，必须向供应商明确说明样气成分，并要求提供流路材质清单。

3.合理的安装与维护

安装位置： 尽量将仪器安装在清洁、干燥的环境中，缩短采样管线的长度。

定期维护：

勤换耗材： 严格按照规定周期更换过滤器滤芯、吸附剂、洗涤液等。

定期检查： 检查采样管线、接头是否有腐蚀迹象。

频繁校准： 在存在腐蚀性气体的应用中，传感器性能衰减可能更快。需要缩短校准周期，通过校准来及时发现传感器的性能变化，确保测量准确。如果校准时常发现传感器斜率变化很大，就说明预处理可能不足或传感器已受损。

处理含有腐蚀性气体的样气时，对氧分仪的投资重点不应仅仅放在仪器本身，更应放在一套设计合理、材质优良、维护到位的样气预处理系统上。 忽略预处理而只买一台昂贵的分析仪，其结果往往是传感器快速损坏，得不偿失。