工业气体应用中有毒有害气体的检测方法

工业气体被广泛使用，尤其是在电子工业中。在工业应用中，有毒有害气体的检测目前使用气体检测仪。气体探测器的关键组件是气体传感器。气体传感器原则上可分为三类：A）具有物理和化学特性的气体传感器：例如半导体类型（表面控制类型，体积控制类型，表面电势类型），催化燃烧类型，固体导热率类型等。B）具有物理特性的气体传感器：例如导热性，光学干涉，红外吸收等C）具有电化学特性的气体传感器：例如恒电位电解，Cavani电池，隔膜离子电极，固定电解质等针对危害，我们将有毒有害气体分为两类：可燃气体和有毒气体。由于它们的性质和危害不同，它们的检测方法也不同。可燃气体是在石油化工等工业场合中遇到的最危险的气体。它主要是有机气体（例如烷烃）和某些无机气体（例如一氧化碳）。可燃气体爆炸必须满足一定条件，即：一定浓度的可燃气体，一定量的氧气和足够的热量来点燃其火源。这是爆炸的三个要素（例如，如上左图所示的爆炸三角形），其中一个缺少“否”，也就是说，缺少任何这些条件都不会引起火灾和爆炸。当可燃气体（蒸汽，粉尘）和氧气混合并达到一定浓度时，遇到一定温度的火源会爆炸。我们将可燃气体遇到火源时爆炸的浓度称为爆炸物浓度极限（或简称爆炸极限），通常以百分比表示。实际上，这种混合物不会以任何混合比例爆炸并且需要浓度范围。当可燃气体的浓度低于LEL（最低爆炸极限）（可燃气体浓度不足）并且其浓度高于UEL（最高爆炸极限）（氧气不足）时，不会发生爆炸。不同可燃气体的LEL和UEL是不同的（请参见第八期的介绍），在校准仪器时应注意。出于安全原因，通常当可燃气体浓度为LEL的10％和20％时，我们应该发出警报。在这里，10％LEL表示。作为警告警报，LEL 20％被称为危险警报。这就是为什么我们将可燃气体探测器也称为LEL探测器。应该注意的是，LEL检测器上显示的100％不是可燃气体的浓度达到气体体积的100％，而是达到LEL的100％，这相当于可燃气体的最低爆炸极限。如果是甲烷，则100％LEL = 4％体积浓度（VOL）。在工作中，通过LEL测量这些气体的检测器是我们常见的催化燃烧检测器。其原理是双回路电桥（通常称为惠斯通电桥）检测单元。铂丝桥之一涂有催化燃烧材料。无论哪种可燃气体，只要能被电极点燃，铂丝桥的电阻都会因温度变化而变化。该电阻变化是相同的。可燃气体的浓度处于一定比例，并且可通过仪器的电路系统和微处理器来计算可燃气体的浓度。市场上也有直接测量可燃气体体积浓度的热导型VOL检测器。同时，还有将LEL / VOL组合为一个的检测器。 VOL可燃检测器特别适合在缺氧环境中测量可燃气体的体积（VOL）浓度。有毒气体可以存在于生产原料中，例如大多数有机化学品（VOC），也可以存在于生产过程中各个环节的副产品中，例如氨，一氧化碳，硫化氢等。它们是对工人造成最大伤害的危险因素。这种危害不仅包括直接伤害，例如身体不适，疾病，死亡等，还包括对人类的长期伤害。身体，如残疾，癌症等。这些有毒有害气体的检测是我们发展中国家应该开始注意的一个问题。常见有毒有害气体表TWA（8小时统计加权平均值），STEL（15分钟短期暴露水平），IDLH（即时致死剂量）（ppm）和MAC（车间最大允许浓度）mg / m3。有毒气体TWASTELIDLHMAC氨（NH3）253550030一氧化碳（CO）25mdash，150030氯（Cl2）0.51301氰化氢（HCN）104.7500.3硫化氢（H2S）101530010一氧化氮（NO）25mdash，100ndash，二氧化硫（SO2）2510015VOC * 50100mdash，ndash，取决于气体类型，其TWA，STEL，IDLH，MAC和其他值将有所不同。目前，对于特定有毒气体的检测，我们最多使用专用气体传感器。它可以包括以上内容。列出的所有气体传感器还包括在前两章中介绍的光电离检测器。其中，最常见的检测无机气体的方法，相对成熟的技术和最佳的综合指标方法是恒电位电解法，这就是我们常称为电化学传感器的方法。电化学传感器的组成是：将两个反应电极，一个工作电极，一个对电极和一个参比电极放在特定的电解液中（如上图所示），然后在反应电极之间施加足够的电压，以形成氧化还原反应通过涂覆有重金属催化剂膜的测试气体进行，然后通过仪器中的电路系统测量气体电解过程中产生的电流，然后由微处理器计算气体浓度。它。当前，可以检测特定气体的电化学传感器包括：一氧化碳，硫化氢，二氧化硫，一氧化氮，二氧化氮，氨，氯，氢氰酸，环氧乙烷，氯化氢等。 VOC检测器可以使用上一章介绍的光电离检测器。在工业环境中，尤其是在封闭环境中，氧气也是需要引起高度重视的因素。通常，我们将氧含量超过23.5％称为过量氧（富氧）。此时，很容易爆炸。如果氧含量小于19.5％，则为缺氧（缺氧）。这时，工人容易窒息和昏迷。甚至有死亡的危险。正常氧含量应在20.9％左右。氧气探测器也是一种电化学传感器。当前选择有毒有害气体探测器的问题：在我国，由于历史和认识的原因，在选择各种探测器时仍然存在许多问题，主要体现在：1）可燃气体的探测对于有毒气体的探测非常重要。气体。 2）对可能引起急性中毒的气体的检测比对可能引起慢性中毒的气体的检测更为重要。由于许多可燃气体泄漏引起的爆炸事故的血腥教训，人们非常重视可燃气体的检测。可以说，在任何石化工厂中，大多数有害气体探测器都是LEL探测器。但是仅配备LEL检测器还远远不足以真正保护工人的安全和健康。不可否认，大多数挥发性有害气体都是可燃气体，但是催化燃烧式可燃气体检测器（LEL）并不是所有可燃气体检测的最佳选择。它是专门为检测甲烷而设计的，但是其他物质的检测性能相对较差。因此，可检测到的除甲烷以外的可燃气体的下限浓度远高于其允许浓度。例如，对于危险的有毒气体，例如苯和氨，仅使用可燃气体检测器是非常危险的做法。例如，苯的爆炸下限为1.2％，其在LEL检测器上的校正系数为2.51。也就是说，在用甲烷校准的LEL检测器上显示的苯浓度仅为其实际浓度的40％！ ！这样，LEL可以检测到的最低苯警报浓度为10％LEL = 10％* 1.2％* 2.51 = 3.0 * 10-3，比允许浓度高出近600％苯的处理5 * 10-6次！！同样，在LEL检测器上获得的氨警报浓度1.5 * 10-2约为2.5 * 10-5允许浓度的600倍。因此，根据要检测的不同气体，选择特定的有毒气体检测器比单纯选择LEL检测器更加安全，可靠。此外，目前，我们更加注重对可能引起急性中毒的气体（例如硫化氢和氢氰酸）的检测，但对引起慢性中毒的气体（如芳烃和醇类）的检测则不够重视。工人的健康和安全与会引起急性中毒的气体同样有害！它们可能导致癌症和其他无形的疾病，从而影响工人的生活和健康。这种现象的出现，除了认知原因外，市场上缺少可检测较低浓度的合适有机气体检测器也是一个重要原因。随着科学技术的发展和人们健康意识的提高，人们不再满足于开心地工作和安全回家，而是追求更高质量的生活和生活条件。人们不仅关心今天的工作，也关心明天退休后的生活。因此，有必要在工业卫生和工业安全工作中不断引入新的观念和思想，以不仅避免眼前的危险，而且避免未来的悲剧。所有这些都需要制定法规和提高人们的素质。不断完善和完善。