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環保設施|一文看懂不同原理的LEL在線監測系統優劣勢

全世科技

TRACETECH


VOCs氣體的排放被視為第二大類大氣污染物,僅次于大氣顆粒物。VOCs末端治理工藝多種多樣,常見的有蓄熱式燃燒(RTO)、催化燃燒(RCO)、直接燃燒(TO)等。為避免VOCs氣體在處理時濃度超限引發安全事故,對有機廢氣爆炸LEL下限進行在線監測濃度成為必須。




01

LEL測量原理列舉

CAT 催化燃燒法

利用催化劑將測量樣品與氧氣燃燒,測量樣品產生的溫度變化來確定氣體濃度爆炸下限

催化燃燒型氣體傳感器的測量元件包括鉑金絲線圈和三氧化二鋁多孔材料。表面涂有催化氧化劑,如山鈀和釷。參比元件的結構與測量元件相同,但沒有涂覆催化劑。兩者裝在金屬圓筒內,放置于粉末冶金燒結金屬防護罩內


測量元件和參比元件分別作為惠斯通電橋的測量臂和參比臂。傳感器工作時,電流通過鉑絲元件加熱至500-550℃。當有可燃氣體接觸催化氧化劑時,產生無焰燃燒,使測量元件溫度升高,電阻值增大,導致電橋失去平衡。這輸出與可燃氣體濃度相應的電壓,經過測量電路放大后輸出



NDIR 紅外吸收方法

測量特定波長光在樣品中的吸收量轉換成氣體濃度爆炸下限

紅外吸收型氣體傳感器通常采用NDIR技術,采用可調制脈沖光源及熱電堆檢測器。測量濾光片在3.4um處選擇,這是碳氫化合物特征吸收波長的集中點,對所有碳氫化合物敏感。參比濾光片的通帶中心波長選擇在樣品中氣體組分都不吸收的波長處,提供參比測量,補償測量誤差



光源發出的紅外線穿過測量室分別由測量及參比熱電堆檢測,經處理后得到被測氣體含量。可采取多次反射以增加吸收光程,以提高檢測靈敏度



FTA 氫火焰溫度法

測量樣品在氫火焰中燃燒產生的溫度變化轉換成氣體濃度

測量樣品經內置泵抽取進入儀器,經氫火焰燃燒迅速產生熱量,通過對溫度的測量轉化成氣體的濃度



FID 火焰離子化檢測器法

將測量樣品在氫火焰燃燒中的電離度來換算氣體濃度爆炸下限

測量樣品經內置泵抽取通過全程伴熱進入FID檢測器,在氫火焰的電離下產生帶電粒子CHO+,帶電粒子在偏置電場中做定向運動形成電流,通過收集極收集產生電信號,經信號處理換算出氣體的爆炸下限




02

RTO裝置爆炸事故案例分析

2019

山東某企業RTO裝置爆炸事故

2019 年5 月,山東某企業RTO裝置在運行過程中因廢氣濃度突然升高引發了爆炸,事故沒有造成人員傷亡,RTO 爐體本身未損壞,但引風機及進爐管道全部爆裂損壞。事故發生的直接原因是:廢氣濃度突然升高。

2015

江蘇某化工企業RTO 裝置爆炸事故

江蘇某化工企業RTO裝置于2015年3月8日和3月27日發生兩次爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡,但廢氣引風機損壞,現場儀表燒毀,RTO裝置損毀嚴重。此次事故發生的直接原因是:氣體冷凝溫度較高,冷凝后氣相中的有機化合物含量增高,廢氣收集管道上稀釋的配風空氣不足,導致進入RTO廢氣的濃度達到爆炸極限。


上述案例引自中國化學品安全協會



以上兩起事故表明在工業生產中,對于廢氣處理需要高度重視和嚴格控制,防止安全事故的發生。為了保證系統的可靠性和安全性,需要選擇一個能夠快速響應、具有適應性并且具有性價比高的監測系統。考慮到這些特性需求,全世科技TSPEC-6100T壁掛式總烴LEL在線監測系統采用FID原理,能夠滿足樣品適應性強、響應速度快以及性價比高等需求。



03

FID檢測原理總烴測量設備優勢

響應時間快、實時反映樣品濃度變化:監測設備可以就近安裝于RTO設備附近,無需過長樣氣傳輸管道增加系統成本,避免監測設備無法監測樣品濃度的短時間突然升高帶來的隱患。

測量過程全程高溫:避免高沸點組分在傳輸過程中冷凝無法測量樣品的實際濃度,引發安全事故。

樣品適應性強:沒有太多使用的限制條件,對樣品的耐受力強

性價比高:建設成本和維護成本低于FTA-LEL分析儀。


總烴測量原理優劣勢對比




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