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防爆型氧化锆氧含量分析仪

更新时间:2022-04-16

访问量:398

厂商性质:生产厂家

生产地址:安徽

简要描述:
防爆型氧化锆氧含量分析仪应用领域包括能耗行业,如钢铁冶金、火力发电厂、石油化工、造纸厂、食品业、纺织品业,还包括各种燃烧设备,如垃圾燃烧炉、危险废弃物烧炉、中小供热型锅炉等。
品牌自营品牌价格区间面议
产地类别国产应用领域环保,化工,石油,能源,冶金

  安徽天分仪表有限公司是氧化锆氧量分析仪厂家,以优质的产品、专业的研发团队,科学严谨的生产技术,为需要实时测量、把握燃烧过程中的烟气含氧量的公司提供高品质的服务和定制规格的氧化锆分析仪,产品涉足于石油化工、制药、钢铁、研究所、煤矿、纺织等众多行业领域。多年以来,凭借良好的口碑和过硬的产品质量造福了几百家企业,为其提供氧化锆分析仪,用于燃烧监视和控制过程,并且成功帮助这些企业取得了比较可观的节能、降低环境污染效益。

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防爆型氧化锆氧含量分析仪

一、工作原理

      防爆型氧化锆氧含量分析仪传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物组成,其中,ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体,因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y3+置换了Zr4+的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴,另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体,因此又称它为稳定氧化锆。据上分析,稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。

典型的氧化锆传感器是
Pt,P''O2│ZrO2·Y2O3│P'O2,Pt
在上述电池中,Pt表示两个铂电极,它是涂制在氧化锆电解质的两边,两种氧分压为P''O2和P'O2的气体分别通过电解质的两边。作为氧传感器,其中P''O2是参比气,例如通人空气(20.6%O2),P'O2是待测气,例如通入烟气。在高温下,由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体,上述电池便是一个典型的氧浓差电池。
在高温下(650---850℃),氧就会从分压大的P''O2一侧向分压小的P'O2侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从P''O2侧到P'O2侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过氧化锆的过程。在750℃左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P''O2侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧离子(O2-)进入电解质,即:O2(P''O2)+4e→2O2-

P''O2侧铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的正极或阳极。这些氧离子进入电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极,在电池的P'O2侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即:
2O2--4e→O2(P'O2)
P'O2侧铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。
其池电势由能斯特方程给出:
E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)
式中R为气体常数,T为电池的热力学温度(K),F为法拉第常数.(1)式是在理想状态下导出的, 必须具有四个条件:(1)两边的气体均为理想气体;(2)整个电池处于恒温恒压系统中;(3)浓差电池是可逆的;(4)电池中不存在任何附加电势。因此称(1)式为氧化锆传感器的理论方程。由(1)式可见由于参比气氧含量P''O2是已知的,因此测得E值后便可求得待测气体氧含量P'O2值。
当电池工作温度固定于700℃时,上式为:
E=48.26lg(P''O2/P'O2)
由上式,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%) 时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量分析仪的测氧原理。

二、组成

      氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物组成,其中,ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体,因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y3+置换了Zr4+的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴,另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体,因此又称它为稳定氧化锆。据上分析,稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。


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