选择理想的样品预处理模块以实现精准分析

如何选择合适的样品预处理模块

Randy Rieken

在分析取样系统中进行样品分析时，操作员可能需要在样品到达分析仪附近的样品调节系统前先对其进行预处理。当这一步骤对分析必不可少时，选择正确的样品预处理模块便成为关键决策。

预处理模块的选择取决于所用的样品传输系统类型及样品当前的相态——气态或液态。基于这些情况，样品预处理有两种常见设计方案：

首先，需确定取样系统将采用哪种样品传输系统。分析仪表应用中常用两种传输系统。

单管路系统将样品输送至分析仪位置，再继续通往最终排放点。单管路系统常用于气体样品。若气体样品在进入传输管路前需预处理，则极可能需要单管路系统配合现场站模块。

快速回路系统则将样品输送至分析仪位置，仅少量流量通过分析仪，其余返回工艺回流点。快速回路系统常用于液体样品，但在某些情况下也可用于安全输送气体样品。通常快速回路系统会使用快速回路模块在样品到达分析仪位置后进行预处理。

确定传输系统后，需选择合适的预处理模块。您可能决定使用现场站模块、快速回路模块，或两者均不使用。两者的主要区别在于预处理时机：要么在样品进入传输管路前（现场站模块），要么在样品到达分析仪位置后（快速回路模块）。取样系统极少同时使用两种模块。

选择理想的样品预处理模块以实现精准分析

图1：单管路传输系统中的现场站模块

现场站模块常作为子组件提供，包含过滤样品、汽化液体样品或降低气体样品压力的装置。如图1所示，现场站模块在样品进入传输管路前进行预处理。其功能包括：

图2：快速回路系统中的快速回路模块

快速回路模块多用于液体样品，但气体样品也日益采用快速回路。快速回路模块通常作为子组件，集成控制流量和过滤分析样品的装置。图2展示了快速回路模块在样品到达分析仪位置后对其进行预处理的方式。

由于快速回路几乎不在现场预处理样品，因此不需要现场站。仅少量流量送至分析仪，其余未经调节的流体返回回流管路。

液体样品最常使用快速回路模块预处理，主要因为液体难以处置或销毁。考虑到样品排放的环境顾虑，快速回路模块有助于解决潜在危险废物问题。液体单位体积流量含有更多质量，因此比大多数气体样品更珍贵。快速回路模块可使未污染的液体循环回取样系统。

如前所述，气体样品可使用现场站模块或快速回路模块预处理。传统上，现场站模块不仅预处理气体样品，还在输送至分析仪前降低其压力。降低气体压力可改善响应时间——使气体流速加快一倍；低压输送也更安全。

但也存在必须保持高压的情况：测量可能要求全工艺压力，或分析仪需高样品压力以测量气体样品的ppm或ppb浓度。此时处置问题仍是首要考量——特别是含碳或硫的气体样品。此类样品应改用快速回路，将大部分样品返回回流管路。

了解取样系统与样品的双重条件，有助于确定适合您系统运行的预处理模块。为确保工厂持续获得代表性样品和准确分析结果，建议报名参加Swagelok的过程分析仪取样系统（PASS）子系统培训课程。资深取样系统工程师与行业专家将讲授如何理解复杂系统子组件，如样品预处理模块。

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