SnO_2/TAPP复合薄膜光波导传感器的气敏性研究

硫化氢(H_2S)是工业废气的主要成分之一,在空气中痕量H_2S气体都会对人体健康造成严重危害,因此,有效地检测H_2S气体至关重要。利用旋转甩涂法分别将SnO_2粉末和5、10、15、20-(四-4-氨基苯基)卟啉(TAPP)固定在K~+离子交换光波导元件表面,制备了SnO_2/TAPP复合薄膜光波导(OWG)气体传感器(SnO_2/TAPP-OWG),在室温下对H_2S气体进行了检测,并考察了旋转速度和TAPP溶液浓度对SnO_2/TAPP-OWG传感器气敏性的影响。实验结果表明,当旋转速度为1 100 r/min并TAPP溶液百分质量浓度为0.42%时,SnO_2/TAPP-OWG传感器对H_2S的响应最佳,并能够检测1×10~(-11)(V/V_0)的H_2S气体。当SnO_2/TAPP-OWG暴露于1×10~(-9)(V/V_0)的H_2S气体时,响应时间和恢复时间分别为2.7和50 s,具有良好的重复性,并且相对标准偏差(RSD)值为3.00%。     

RPCVD SnO_2薄膜气敏元件初探

本文介绍用等离子体激活化学气相淀积(RPCVD)方法在平板陶瓷基片上淀积纯SnO_2,得到稳定性好,工作温度低及灵敏度高的薄膜气敏元件。研究了该元件对H_2、C_2H_5OH,LPG 及CO 等气体的气敏效应,以及元件的稳定性和湿敏特性。提出了采用分子筛选膜的多层结构来改善选择性的设想。与烧结型元件相比,肯定了薄膜型元件是一种很有希望的气敏元件。     

30CrMoVTiAl钢的抗H_2S应力腐蚀性能

采用P—1500型应力腐蚀试验机对30CrMoVTiAl的抗H_2S应力腐蚀性能进行了研究.研究结果表明:30CrMoVTiAI的抗H_2S应力腐蚀性能良好,在5%NaCl+0.5%HAC+饱和H_2S水溶液中,向试样施加0.8σ_s的应力.其t_f>720小时.     

金属掺杂SnO2基H2/C2H2气体传感阵列及检测特性

H_2和C_2H_2是电力变压器的主要故障特征气体,其浓度组分可有效反映油纸绝缘放电故障类型。提出一种基于金属掺杂SnO_2基气体传感阵列的H_2/C_2H_2检测方法。该方法中的气体传感阵列由纯SnO_2及Au、Cu、Pd金属掺杂SnO_2等四种传感元件组成,基于温度调制技术分别采集气体传感阵列在3种工作温度下对单一和混合气体的稳态响应结果,采用多输出支持向量回归(M-SVR)算法定量估计待测气体浓度。结果表明,金属掺杂可有效改善SnO_2基气体传感元件对H2和C2H2的气敏特性;对待测气体中H_2和C_2H_2浓度的定量估计与真实浓度的平方相关系数分别为0. 974 5和0. 961 4,为电力变压器油中溶解H_2/C_2H_2故障特征气体的检测提供了一种新思路。     

湿H_2S及Cl~-环境下FV520B不锈钢的应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率拉伸试验研究了FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢在湿H_2S、NaCl及湿H_2S+NaCl腐蚀环境下的应力腐蚀开裂敏感性,并讨论了介质浓度对应力腐蚀行为影响。结果表明:FV520B钢在湿H_2S+NaCl环境中的应力腐蚀敏感性最大,随H_2S浓度升高,FV520B钢抗拉强度和断后延伸率降低,应力腐蚀敏感性增大。FV520B钢在湿H_2S+NaCl腐蚀环境的恒位移加载应力腐蚀试验表明:湿H_2S+NaCl腐蚀介质能够显著降低FV520B钢的断裂韧性,随H_2S浓度升高,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC减小;试样断口形貌分析表明,在湿H_2S+NaCl腐蚀介质中SCC试样断口呈准解理形貌,为氢脆型应力腐蚀开裂,Cl-具有一定的诱导促进作用。     

H_2S气敏电极的试制及其应用

H_2S气敏电极是一种能直接测定H_2S气体的电极。关于H_2S气敏电极,虽然1973年Ross提到过测定原理,但至今还无此种电极出现,更无关于用这种电极对自然体系的研究工作。我们在制得性能良好的硫离子选择电极的基础上制作了H_2S电极。其性能类似于其他气敏电极。在10~(-2)-10~(-6)M H_2S范围内是Nernst响应,重现性良好,在10~(-6)M溶液中的响应时间为3—4分钟,在浓溶液中时间更短,在测定H_2S量很低的样品时,达到平衡电位的时间较长。用10~(-6)M H_2S溶液测定回收率,其误差为±7％。所作的pH_2S-pH曲线表明溶液中H_2S含量与pH有明显的关系。用H_2S气敏电极进行了水质检测和土壤中H_2S毒害的研究,发现有的废水和死河水中H_2S的含量可达0.34—0.67ppm,在某些还原性强的水稻土中H_2S量可高达0.1ppm以上,一般水稻土中低于0.0034ppm。     

基于STM32的微量硫化氢检测系统设计

硫化氢(H_2S)在经天然气脱硫过程后含量较低,需连续检测,目前国内对微量H_2S的检测研究设计较少。本文使用高灵敏度硫化氢传感器,采用STM32系列主控芯片,基于电化学原理,进行一种微量H_2S检测系统设计。以可编程的低噪声AD7794作数模转换,对电化学反应电流进行精准采集;设计过程中,对检测气室的温度、压力及流量采取在线监测以确保实验设计的标准环境,各项实验数据以Modbus协议与HMI触摸屏交互,该装置采用了自主研制的信号处理模块和供电模块,便于集成。测试结果表明:所设计的H_2S检测装置对含量10ppm的H_2S标准气体检测波动范围小于±0.1ppm,可满足二类天然气检测要求。     

In/Sb掺杂SnO_2纳米薄膜的H_2S气敏特性

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法(Sol-Gel Dip-Coating, SGDC)制备SnO_2纳米晶薄膜气敏传感器.较系统地研究了掺杂量、镀膜层次和热处理温度等制备工艺对薄膜表面形貌、晶粒大小及气敏性能的影响.研究结果表明:铟的最佳掺杂量为4at%,最佳镀膜层数为7层,最佳热处理温度为600 ℃.气敏传感器最佳工作温度为165 ℃,在此工作温度下,薄膜的灵敏度分别为26.3(137 ppm H_2S)和2.5(2.74 ppm H_2S),薄膜的响应恢复时间较短分别为8 s和22 s,对H_2S气体有较好的选择性.     

氢循环增压压缩机端盖工艺螺塞漏气原因及对策分析

介绍了高压H_2介质中含有H_2S的氢循环增压压缩机端盖气孔工艺螺塞焊缝开裂的原因及解决方法。从H_2S本身的特性及焊接方法两方面对焊缝开裂原因进行分析,提出了可以有效防止机组端盖漏气的措施,并给出了彻底解决问题的方案。     

30CrMo钢在H_2S和H_2O介质中的腐蚀行为研究

采用动电位极化技术和化学浸泡法研究30CrMo钢在H_2S和H_2O的腐蚀行为,并用扫描电镜(SEM)观察腐蚀表面形貌。结果表明:30CrMo钢在H_2S和H_2O的介质中会出现腐蚀。该钢在腐蚀初期的腐蚀速率较快,富集H_2S不仅促进初生蚀孔自身长大外,还会在蚀孔内壁形成核并产生新的腐蚀小孔。     

Ag-WO_3基传感器对NO_2气敏特性的研究

Ag-WO_3纳米复合材料通过低温溶胶凝胶法(sol-gel)和共渍法成功合成,并且基于该纳米复合材料制备了检测低浓度NO_2气体的旁热式气敏元件。研究了100～300℃的温度范围内该传感器对H_2S、CO、NO_2、C_2H_5OH、CH_3COCH_3的气敏性能。结果表明,质量分数为1.0%Ag-WO_3气敏传感器对10 ppm的NO_2气体展现了最高的灵敏度和选择性。同时对Ag-WO_3气敏传感器探测气体前后的气敏机理进行了讨论和分析。     

FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳性能

针对离心压缩机叶轮叶片疲劳寿命研究的需要,考虑到服役环境对疲劳寿命的影响,开展叶轮典型材料FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳试验研究,结合断口形貌观察分析其疲劳失效机理,建立疲劳寿命预测模型。结果表明,FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的疲劳性能相较于大气环境大幅下降,并随着环境中H_2S浓度升高而下降;随着应力幅值降低,介质中的H_2S对疲劳性能的影响逐渐显现并随应力幅值降低而增大。疲劳断口形貌观察表明,试样表面存在点蚀坑,疲劳裂纹在点蚀坑处萌生并扩展。最后,在点蚀演化寿命预测模型的基础上,结合氢对疲劳演化过程的影响,建立考虑应力及腐蚀介质共同作用的疲劳寿命预测模型,预测结果与试验数据吻合较好。该模型可为湿H_2S+Cl~-环境下材料的疲劳寿命预测提供基础支持。     

硫化氢环境中低周疲劳裂纹扩展速率的研究

针对高强钢在硫化氢环境中腐蚀疲劳数据极为缺乏的现状,研究高压气瓶材料4130X在硫化氢腐蚀介质中的疲劳裂纹扩展速率.结合气瓶实际运行的环境和应力状态,应用改进型WOL(wedge-opening-loading)试样,在自行改造的专用低周腐蚀疲劳试验机上,完成0.006 7 Hz超低频率下饱和H_2S溶液、中等浓度H2S溶液和空气三种环境下的腐蚀疲劳试验,并用Paris公式进行两段式拟合,得出da/dN-ΔK的数学表达式.将试样微观断口的变化与宏观应力强度因子K的变化进行对比研究,给出不同环境中三个阶段K值的定量结果.结果表明:相同条件下,H_2S环境中的疲劳裂纹扩展速率比空气环境中大20倍以上;但当H_2S浓度达到一定范围后,对da/dN影响并不按比例增长,浓度相差11倍时,da/dN相差2.4倍,H_2S腐蚀介质的存在加速了疲劳破坏.     

硫磺冷凝器管板的氯化物应力腐蚀开裂

一、概况天然气脱硫厂硫磺回收系统中的冷凝器是硫磺回收工艺中的关键设备之一。由天然气分离的H_2S经燃烧转化得到的气态硫磺,与未反应的H_2S、及SO_2、H_2O、CO_2等(统称过程气)经过冷凝器的管程,与逆流冷却水换热。在管程出口处冷凝得到高纯液态硫磺,经捕集器回收,加工成商品硫磺。硫磺冷凝器的结构见图1。其主要参数见表1。为了防止过程气对冷凝器的腐蚀,     

P110钢和TP110SS钢在含不同饱和气体NaCl溶液中的腐蚀行为

采用挂片浸泡试验和电化学试验研究了P110钢和TP110SS钢在分别含有饱和H_2S、CO_2以及H_2S+CO_2气体NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:两种试验钢在含饱和H_2S的NaCl溶液中的腐蚀最为严重,腐蚀产物主要为易脱落的铁硫化合物,其对金属基体的保护作用较弱;在含饱和CO_2的NaCl饱和溶液中的腐蚀速率最低,试验钢表面呈典型的"台地"和"癣状"腐蚀形貌,腐蚀产物主要为碳酸亚铁;在含饱和H_2S+CO_2的NaCl溶液中的腐蚀速率介于前两者之间,主要以H_2S腐蚀为主,腐蚀产物疏松、不致密,试验钢表面的局部腐蚀形貌显著;试验钢在含3种饱和气体NaCl溶液中的腐蚀反应均属于典型的阳极溶解型。     

CO2和H2S对FV520B不锈钢在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了FV520B不锈钢在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液以及在分别通入CO_2、H_2S、CO_2+H_2S气体的3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在3.5%NaCl溶液中通入CO_2或H_2S时,试验钢的开路电位负移,极化电阻减小,耐腐蚀性能变差;试验钢在4种腐蚀介质中的极化曲线均呈阳极溶解特征,在3.5%NaCl和通入CO_2的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阳极过程控制,在通入H_2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极过程控制,而在同时通入CO_2和H_2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极和阳极过程共同控制。     

YS—80仪表在天然气净化120万m^3／日技术改造工程中的应用

概述我厂主要是将含H_2S天然气(以下简称原料气)进行净化,一是生产出不含H_2S天然气外输作工业原料气,由于生产化肥等;二是将H_2S含量高达55％(V/V)左右的过程酸气回收产出硫磺。为了将我厂原料气日处理量     

基于差分吸收的H_2S气体浓度检测系统

石油和天然气开采过程中,H_2S气体浓度很低,很难精确检测,直接吸收检测H_2S的方法虽然容易实现,但是由于光源不稳定,检测精度偏低。文中采用差分检测系统检测H_2S气体浓度,并介绍该系统的基本原理,建立了H_2S气体检测的数学模型。整个系统采用LED作为光源,为提高检测精度,先将光源输出的光波进行滤波。然后采用差分吸收检测方法,用光纤布拉格光栅进行滤波和调制,得到2种不同波长的光源,通过锁相放大技术得到2个幅值信号。将2个幅值信号相除得到H_2S气体浓度检测的仿真结果。结果表明,光纤光栅滤波与差分吸收检测系统相结合的方式,减小了由温度不稳定、光源波动、光路强弱等引起一系列误差,提高了检测气体的精确度。     

基于电化学传感器的SF6分解气体检测技术研究

SF_6气体绝缘类电力设备具有体积小、结构紧凑、绝缘性能稳定、运行可靠等优点,被广泛应用于特高压和超高压电力系统中。当电力设备内部发生绝缘故障时,绝缘气体SF_6由于局部放电及局部过热发生分解反应,最终生成数种稳定SF_6分解气体,通过对这些分解气体组分进行定量检测和分析,可反演出设备内的故障或安全隐患。通过搭建电化学传感器响应特性的测试平台,在气体检测罐中模拟SF_6分解气体并进行检测,得到了CO、SO_2和H_2S气体电化学传感器的响应特性。实验结果显示出CO传感器有负的温度特性,SO_2和H_2S电化学传感器具有正的温度特性,并采用二次曲线拟合确定了传感器的温度补偿曲线;同时还发现CO、SO_2和H_2S气体传感器均具有良好的线性特性,但SO_2传感器会对H_2S气体做出响应,通过采用交叉干扰计算,建立传感器信号矩阵算法保证了测量结果的准确度。最后,通过运用多组分混合气体验证了传感器信号矩阵算法具有很高的可靠性和准确度。     

本征ZnO纳米线的原位生长及其对痕量H_2S气体的敏感性

文中研究了通过低温水热法在微传感器表面原位生长不同直径的本征ZnO纳米线,用于痕量H_2S气体的检测,比较了不同尺寸ZnO纳米线传感器对H_2S的气敏性。实验结果表明:在150℃条件下,随着ZnO纳米线直径的缩小(200 nm→50 nm→20 nm),其对H_2S的气敏性显著提高。在相同H_2S气体浓度(5 ppm)下,50 nm ZnO纳米线的响应值是200 nm的5.4倍,检测下限为50 ppb,灵敏度均值达到6.4×10-2ppm-1;20 nm ZnO的响应值比50 nm ZnO的响应值进一步增大,检测下限达到10 ppb,是50 nm ZnO的5倍,检测灵敏度均值为2.0×10-3ppm-1,是50 nm ZnO的32倍。这些主要是由于纳米尺寸效应的影响。