Aké priemyselné využitie môžu mať detektory nebezpečných a nebezpečných plynov?
V skutočnosti sú mnohé plyny, s ktorými sa stretávame v oblasti bezpečnosti a ochrany zdravia, zmesami organických a anorganických plynov. Z rôznych dôvodov sa naše súčasné chápanie toxických a škodlivých plynov stále viac zameriava na horľavé plyny, plyny, ktoré môžu spôsobiť akútnu otravu (ako je sírovodík a kyselina kyanurová), ako aj niektoré bežné toxické plyny (ako je oxid uhoľnatý). , kyslík a iné detektory. Preto sa tento článok najskôr zameria na predstavenie týchto typov detektorov a poskytne návrhy na aplikáciu rôznych detektorov toxických a škodlivých (anorganických/organických) plynov na základe aktuálnej situácie.
Klasifikáciou detektorov toxických a škodlivých plynov a kľúčovým komponentom pôvodného detektora plynov sú plynové senzory.
Senzory plynu možno v zásade rozdeliť do troch kategórií:
A) Plynové senzory využívajúce fyzikálne a chemické vlastnosti, ako je polovodičový typ (povrchovo riadený, objemovo riadený, typ povrchového potenciálu), typ katalytického spaľovania, typ tepelnej vodivosti tuhých látok atď.
B) Plynové senzory využívajúce fyzikálne vlastnosti, ako je tepelná vodivosť, optická interferencia, infračervená absorpcia atď.
C) Plynové senzory využívajúce elektrochemické vlastnosti, ako je elektrolýza s konštantným potenciálom, Gavanniho batéria, membránová iónová elektróda, fixný elektrolyt atď.
Podľa nebezpečnosti klasifikujeme toxické a škodlivé plyny do dvoch kategórií: horľavé plyny a toxické plyny.
Vzhľadom na ich odlišné vlastnosti a nebezpečenstvá sa líšia aj ich metódy detekcie.
Horľavý plyn je nebezpečný plyn, ktorý sa bežne vyskytuje v priemyselných prostrediach, ako je petrochemický priemysel. Pozostáva hlavne z organických plynov, ako sú alkány a určitých anorganických plynov, ako je oxid uhoľnatý. Výbuch horľavých plynov musí spĺňať určité podmienky, to znamená určitú koncentráciu horľavých plynov, určité množstvo kyslíka a dostatok tepla na zapálenie ich zdroja vznietenia. Toto sú tri prvky výbuchu (ako je znázornené na trojuholníku výbuchu na ľavom obrázku vyššie), ktoré sú nevyhnutné. Inými slovami, absencia ktorejkoľvek z týchto podmienok nespôsobí požiar ani výbuch. Keď sa horľavé plyny (para, prach) a kyslík zmiešajú a dosiahnu určitú koncentráciu, pri stretnutí so zdrojom ohňa s určitou teplotou dôjde k výbuchu. Koncentráciu horľavého plynu, ktorý vybuchne, keď narazí na zdroj požiaru, nazývame limit koncentrácie výbuchu, označovaný ako limit horľavosti, ktorý sa všeobecne vyjadruje v percentách. V skutočnosti táto zmes nemusí nevyhnutne explodovať pri akomkoľvek zmiešavacom pomere a vyžaduje si určitý rozsah koncentrácie.
Výbuch nenastane, keď je koncentrácia horľavého plynu pod LEL (minimálny limit výbušnosti) (nedostatočná koncentrácia horľavého plynu) a keď je jeho koncentrácia nad UEL (maximálny limit výbušnosti) (nedostatok kyslíka). LEL a UEL rôznych horľavých plynov sa líšia (pozri úvod v ôsmom čísle), čo by sa malo brať do úvahy pri kalibrácii prístroja. Z bezpečnostných dôvodov by sme vo všeobecnosti mali spustiť alarm, keď je koncentrácia horľavých plynov medzi 10 percentami a 20 percentami LEL. Tu sa uvádza 10 percent LEL. Urobte varovný alarm a 20 percent LEL sa nazýva alarm nebezpečenstva. Z tohto dôvodu označujeme detektory horľavých plynov ako detektory LEL.
Je potrebné poznamenať, že 100 percent zobrazených na detektore LEL neznamená, že koncentrácia horľavých plynov dosahuje 100 percent objemu plynu, ale skôr dosahuje 100 percent LEL, čo je ekvivalent spodnej hranice výbušnosti horľavých plynov. . Ak ide o metán, 100 percent LEL=4 percent objemovej koncentrácie (VOL). V prevádzke sú detektory, ktoré merajú tieto plyny pomocou LEL, bežne používanými detektormi katalytického spaľovania. Jej princípom je detekčná jednotka s dvojitým mostom (bežne označovaná ako Wheatstoneov most).
Jeden z týchto mostíkov z platinového drôtu je potiahnutý látkami katalytického spaľovania. Pokiaľ je možné pomocou elektródy zapáliť akýkoľvek horľavý plyn, zmení sa odpor mostíka z platinového drôtu v dôsledku zmien teploty. Táto zmena odporu je úmerná koncentrácii horľavého plynu. Koncentráciu horľavého plynu možno vypočítať pomocou obvodového systému prístroja a mikroprocesora. Na trhu možno nájsť aj detektory tepelnej vodivosti VOL, ktoré priamo merajú objemovú koncentráciu horľavých plynov a už existujú detektory, ktoré kombinujú LEL/VOL. Detektor horľavých plynov VOL je vhodný najmä na meranie objemovej (VOL) koncentrácie horľavých plynov v hypoxickom prostredí (s nedostatkom kyslíka).
Toxické plyny môžu existovať vo výrobných surovinách, ako je väčšina organických chemikálií (VOC), ako aj vo vedľajších produktoch v rôznych fázach výrobného procesu, ako je amoniak, oxid uhoľnatý, sírovodík atď. Sú to významné rizikové faktory, ktoré predstavujú hrozbu pre pracovníkov. Tento typ poškodenia zahŕňa nielen bezprostredné poškodenie, ako je fyzická nepohoda, choroba, smrť atď., ale aj dlhodobé poškodenie ľudského tela, ako je invalidita, rakovina atď. Detekcia týchto toxických a škodlivých plynov je rozvojové krajiny by mali začať venovať dostatočnú pozornosť.
