O2传感器用于水煤气氧含量监测

在化肥厂合成氨工艺生产过程中，需要使用煤炭为原料生产水煤气，化肥厂造气炉安装使用O2传感器就是为了防止过量的氧气造成爆炸事故，使用水煤气氧含量传感器是要检测并控制氢气、一氧化碳等可燃易爆气体中的氧气浓度含量处于安全限值内。

在整个化肥生产制造工艺中，最主要同时也是最重要的工序之一就是造气了，造气工序是指使用煤来生产制造水煤气的工艺，其主要气体成分有二氧化碳CO2、一氧化碳CO、氢气H2、氮气N2，通过造气工序主要是需要获得合成氨所需的原料气体。另外，除了煤造气之外，还存在天然气造气、生物造气等工艺，不过都是为了后续的合成氨提供相应的原料气体。

水煤气中氧含量高有何危害？
1、进入变换工段与触媒进行氧化还原反应，一个体积的氧气消耗两个体积的有效成分，导致原料的消耗上升；
2、氧与变换触媒化学反应放出大量的热量，变换处理不及时将会烧坏触媒，为了控制触媒层温度必须加大蒸汽量，不仅浪费蒸汽，而且导致低变触媒返硫化，影响变换触媒活性；
3、半水煤气中氧含量达到一定值后，会形成爆炸性气体，直接威胁安全生产。所以，半水煤气中的氧是十分有害的气体。

化肥厂造气工序产生的水煤气中主要气体成分是一氧化碳CO和氢气H2，其组成大致含量占比为：CO₂二氧化碳5%、H₂氢气50%，CO一氧化碳40%，N₂氮气5%。由于一氧化碳和氢气都属于可燃易爆气体，如果水煤气中有充足的氧气存在时，就有导致爆炸发生的风险。一般要求将水煤气中的氧气浓度含量控制在体积比0.5%之内，实时对其进行监测，在水煤气中的氧气浓度达到1%体积占比时，应进行断电停车，以防发生爆炸事故。

水煤气氧气浓度监测控制系统中以氧气传感器作为现场监测仪表部分、以造气炉管道启动切断阀为现场执行机构部分、以PLC工控机为控制中心部分组成，从而可以实现化肥厂造气炉水煤气中氧含量浓度实时在线监测分析的功能，以及氧含量超标自动联锁控制切断阀门及电源进行停车，防止发生爆炸的目的。

水煤气氧气浓度监测控制系统中推荐长寿命无铅电池式氧气传感器KE-25LF，KE-25F3LF ，氧气传感器KE-LF系列（KE-25LF 与 KE-25F3LF）是一种由日本Maxell 株式会社研发的独特的伽伐尼电池式氧气传感器。其显著特点是无铅，使用寿命长，具有优良的化学稳定性，而且不受CO2的干扰与影响。KE-LF系列氧气传感器是为了满足各种行业检测氧气的不断增长的需求而开发的。

长寿命无铅电池式氧气传感器 KE-25LF，KE-25F3LF特点：

无铅伽伐尼电池式传感器

传感器工作无需外部电源

无需预热时间

符合 RoHS2 标准

弱酸性电解液

几乎不受CO2、H2S、SO2的影响

寿命长，空气环境中5年

长寿命无铅电池式 氧气传感器 KE-25LF，KE-25F3LF参数：

参数
型号	KE-25LF/KE-25F3LF
检测范围	0~30% O2
精度(注释 1)	±1% （满量程）
工作条件
大气压力	811hPa~1216hPa
温度	5~40˚C
相对湿度	10~90%RH (无结露)
响应时间 (90%)(注释 2)	约 15 秒
工厂测试条件下的初始输出电压	10.0~15.5mV
20˚C正常空气中的预期寿命(注释 3)	约 5 年

其实对于水煤气中氧气浓度含量超标的原因有很多，在使用O2传感器测得到氧气浓度超标时，应对可能造成的氧气浓度过高的原因进行分析并采取相应的预防处理措施。总结一下主要是有上吹加氮阀或下吹加氮阀关闭不到位使得空气进入、炉内温度低氧气反应不充分、燃料层太薄或吹风强度大造成的氧气反应不充分以及吹风阀或下行阀关闭不到位导致的空气进入等原因。