而在“第七屆中國在線分析儀器應用及發展國際論壇暨展覽會(簡稱 CIOAE 2014)”大會報告中,筆者注意到過程分析技術在石油化工和環境監測兩個領域也已得到了廣泛地應用,并且未來還應該有著廣闊的市場空間。
在高分子化工行業,例如在聚合生產過程中,若能通過在線熔融指數儀和工藝操作控制指標建立對應的聚合反應測量模型,就可以更好地指導實際生產過程,使工藝操作在牌號切換時盡可能地減少過渡時間和過渡料的生產,從而減少能耗和提高企業生產效益。不過在我國,由于價格原因,目前許多擠壓機上還未安裝這一在線檢測設備。
而在大氣監測領域,作為PM2.5和臭氧的重要前體,也是光化學煙霧的主要組成部分,VOCs已越來越引起人們的重視,國家在VOCs排放方面的政策也是一步步收緊。城市中VOCs主要來源于固定污染源廢氣排放,包括石油化工、電子、噴涂、皮革、印刷等工業源。VOCs排放控制的前提,就是要對VOCs排放量進行有效監測。從會上了解到的信息看,VOCs治理是我國大氣污染治理中的薄弱環節,監測儀器和監測方法很少,相關標準缺乏。污染源VOCs監測的難點主要包括:VOC種類眾多,排放差異大,排放工況復雜以及排口多。目前VOCs在線監測常用的方法有三種:分別是傅立葉變換紅外、色譜和質譜技術。那么這三種技術最后誰能進入GB呢,讓我們拭目以待。
我國現有的過程分析/監測設備多數依賴進口,由于進口設備價格昂貴且服務難以及時保證,很多在國內難以大批量推廣。所以國產儀器只要產品質量過硬,服務及時、到位,再加上價格上的優勢,還是能夠得到用戶的信賴的。中石化揚子石化的乙二醇生產裝置上就采用了國產的在線質譜儀。
隨著監督監察能力的不斷提升,我國已開始進入污染源低濃度排放(如:SO2、NOx和煙塵等)的時代。而隨著排放濃度的不斷降低,環保治理設施的不斷完善,CEMS面臨需要能檢測出更加低濃度的問題,且需要檢測濃度更加精確。據了解,可用于“超低排放”的CEMS取樣技術主要有稀釋取樣法(代表公司:賽默飛等)、熱濕法(代表公司:Sick,Gasmet,聚光等)和冷干直抽法(Siemens,ABB,Sick,美國博純等)。三種方法各有利弊,各有各的市場。
隨著我國高參數、大容量火力發電機組的不斷建設和投運,對鍋爐中的水汽品質也提出了更高的要求,其中對TOC的控制成為一個重要的指標。國外火電機組的水汽標準中有著嚴格的規定,例如在歐洲,TOC已作為通用要求的監測參數被廣泛施行。在我國頒布的《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》GB/T12145-2008中也增加了對補給水中TOC含量的控制標準。這既可以算是對TOC檢測的一次深刻挖掘,也可以彌補COD單一指標的缺陷。
如果說在線近紅外技術已在石化行業得到了較為廣泛的應用的話,那么對于同樣可以利用通信光纖實現遠距離信號采集和傳輸的拉曼光譜而言,它在我國過程分析方面的應用則還處于初期階段。不過筆者從會上了解到,這種技術特別適合于組成相對簡單的石化產品,尤其是透明性較好的均相液體。再加上在線拉曼儀又具有分析速度快、分析精度、效率高,對于簡單體系混合物而言,模型維護簡單等優點,因此只要能克服熒光背景的干擾,降低硬件成本,同時找到一個合適的應用行業,它的市場前景還是很廣闊的。
盡管過程分析儀器還面臨著諸多困難,譬如:現場環境惡劣(噪聲/信號不穩定)、維護難度大、探頭昂貴且種類繁雜等,但這項技術未來的發展前景還是很被與會專家看好的。有專家指出,其未來的發展趨勢主要包括:預處理裝置小型化,運行更加智能(即對諸如流量、壓力等參數可實現遠程控制,無需再人工巡邏、抄表),實現科研單位(前沿研究)、廠家(工程化)和用戶(需求)的結合,過程分析和過程控制的結合(即把數據和工業裝置的運行結合起來,真正提高企業的經濟效益),和通過開發基于新原理的在線儀器和產品標準化以進一步提高檢測的準確度和精確度。