Wie werden Detektoren für giftige und schädliche Gase in der Industrie eingesetzt?
In der Realität sind viele der aus Sicherheits- und Hygienegründen auftretenden Gase Mischungen aus organischen und anorganischen Gasen. Aus verschiedenen Gründen konzentriert sich unser derzeitiges Verständnis von giftigen und schädlichen Gasen mehr auf brennbare Gase, Gase, die akute Vergiftungen verursachen können (Schwefelwasserstoff, Blausäure usw.) und einige häufig vorkommende giftige Gase (Kohlenmonoxid), Sauerstoff und andere Daher konzentriert sich dieser Artikel zunächst auf die Einführung solcher Detektoren und macht Vorschläge für den Einsatz verschiedener Detektoren für giftige und schädliche (anorganische/organische) Gase basierend auf der aktuellen Situation.
Die Klassifizierung von Detektoren für giftige und schädliche Gase und die Schlüsselkomponenten der ursprünglichen Gasdetektoren sind Gassensoren.
Gassensoren lassen sich grundsätzlich in drei Kategorien einteilen:
A) Gassensoren unter Verwendung physikalischer und chemischer Eigenschaften: wie Halbleitertyp (Oberflächenkontrolltyp, Volumenkontrolltyp, Oberflächenpotentialtyp), katalytischer Verbrennungstyp, Feststoffwärmeleitfähigkeitstyp usw.
B) Gassensoren, die physikalische Eigenschaften nutzen: wie Wärmeleitung, Lichtinterferenz, Infrarotabsorption usw.
C) Gassensoren, die elektrochemische Eigenschaften nutzen: wie Elektrolyse mit konstantem Potential, galvanische Batterie, Diaphragma-Ionenelektrode, fester Elektrolyt usw.
Entsprechend den Gefahren unterteilen wir giftige und schädliche Gase in zwei Kategorien: brennbare Gase und giftige Gase.
Aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften und Gefahren sind auch ihre Nachweismethoden unterschiedlich.
Brennbares Gas ist das gefährlichste Gas, das in der Petrochemie und anderen industriellen Bereichen auftritt. Es handelt sich hauptsächlich um organische Gase wie Alkane und einige anorganische Gase wie Kohlenmonoxid. Die Explosion brennbarer Gase muss bestimmte Bedingungen erfüllen, das heißt: eine bestimmte Konzentration an brennbarem Gas, eine bestimmte Menge Sauerstoff und genügend Wärme, um ihre Feuerquelle zu entzünden. Dies sind die drei Elemente einer Explosion (z. B. das in der linken Abbildung dargestellte Explosionsdreieck). oben), fehlt eine Nein, das heißt, das Fehlen einer dieser Bedingungen führt nicht zu Bränden und Explosionen. Wenn brennbares Gas (Dampf, Staub) und Sauerstoff vermischt werden und eine bestimmte Konzentration erreichen, kommt es zu einer Explosion, wenn man auf einen Brandherd mit einer bestimmten Temperatur trifft. Wir nennen die Konzentration des brennbaren Gases, das explodiert, wenn es auf eine Feuerquelle trifft, die Explosionskonzentrationsgrenze, auch Explosionsgrenze genannt, und wird im Allgemeinen in Prozent ausgedrückt. Tatsächlich explodiert diese Mischung bei keinem Mischungsverhältnis, sondern weist einen Konzentrationsbereich auf.
Der schattierte Teil ist im Bild oben rechts dargestellt. Es kommt zu keiner Explosion, wenn die Konzentration des brennbaren Gases unter der UEG (untere Explosionsgrenze) (unzureichende Konzentration des brennbaren Gases) und über der UEL (obere Explosionsgrenze) (unzureichender Sauerstoff) liegt. Die UEG und UEL verschiedener brennbarer Gase sind unterschiedlich (siehe Einleitung zur achten Ausgabe), was bei der Kalibrierung des Instruments beachtet werden sollte. Aus Sicherheitsgründen sollten wir im Allgemeinen einen Alarm auslösen, wenn die Konzentration des brennbaren Gases 10 Prozent und 20 Prozent der UEG beträgt, hier bedeutet 10 Prozent UEG. Als Warnalarm und 20 Prozent UEG als Gefahrenalarm. Aus diesem Grund nennen wir den Detektor für brennbare Gase auch LEL-Detektor.
Es ist zu beachten, dass die Anzeige von 100 Prozent auf dem LEL-Detektor nicht bedeutet, dass die Konzentration des brennbaren Gases 100 Prozent des Gasvolumens erreicht, sondern 100 Prozent der UEG erreicht, was der niedrigsten Explosionsgrenze des Brennstoffs entspricht Gas. Wenn es sich um Methan handelt, 100 Prozent UEG=4 Prozent Volumenkonzentration (VOL). In der Arbeit ist der Detektor, der diese Gase anhand der UEG misst, unser üblicher katalytischer Verbrennungsdetektor. Sein Prinzip ist eine Zwei-Wege-Brückenerkennungseinheit (allgemein bekannt als Wheatstone-Brücke). Eine der Platindrahtbrücken ist mit katalytischen Verbrennungssubstanzen beschichtet. Unabhängig von der Art des brennbaren Gases ändert sich der Widerstand der Platindrahtbrücke aufgrund von Temperaturänderungen, solange es von den Elektroden entzündet werden kann. Die Konzentration des brennbaren Gases liegt in einem bestimmten Verhältnis, und die Konzentration des brennbaren Gases kann über das Schaltungssystem und den Mikroprozessor des Instruments berechnet werden. Auf dem Markt sind auch Wärmeleitfähigkeits-VOL-Detektoren erhältlich, die die Volumenkonzentration brennbarer Gase direkt messen. Gleichzeitig gibt es bereits kombinierte LEL/VOL-Detektoren. Der VOL-Brenndetektor eignet sich besonders für die Messung volumetrischer (VOL) Konzentrationen brennbarer Gase in anoxischen (sauerstoffarmen) Umgebungen.
Giftige Gase können nicht nur in den Produktionsrohstoffen, wie den meisten organischen chemischen Substanzen (VOC), sondern auch in den Nebenprodukten verschiedener Verbindungen im Produktionsprozess, wie Ammoniak, Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff usw., vorkommen. Sie sind die größten Gefahren für Arbeitnehmer. Diese Art von Schaden umfasst nicht nur unmittelbare Schäden wie körperliche Beschwerden, Krankheiten, Tod usw., sondern auch langfristige Schäden für den menschlichen Körper wie Behinderung, Krebs usw. Der Nachweis dieser giftigen und schädlichen Gase ist ein Problem, dem unsere Entwicklungsländer beginnen sollten, ihre volle Aufmerksamkeit zu widmen.
