Jakie zastosowania przemysłowe mogą mieć detektory gazów niebezpiecznych i niebezpiecznych?
W rzeczywistości wiele gazów spotykanych w obszarze bezpieczeństwa i higieny pracy to mieszaniny gazów organicznych i nieorganicznych. Z różnych powodów nasze obecne rozumienie gazów toksycznych i szkodliwych w dalszym ciągu skupia się bardziej na gazach palnych, gazach, które mogą powodować ostre zatrucie (takich jak siarkowodór i kwas cyjanurowy), a także niektórych powszechnych gazach toksycznych (takich jak tlenek węgla). , tlenu i innych detektorów. Dlatego też w tym artykule skupimy się najpierw na wprowadzeniu tego typu detektorów oraz przedstawimy sugestie dotyczące zastosowania różnych detektorów gazów toksycznych i szkodliwych (nieorganicznych/organicznych) w oparciu o obecną sytuację.
Klasyfikacja detektorów gazów toksycznych i szkodliwych oraz kluczowym elementem oryginalnego detektora gazu są czujniki gazu.
Zasadniczo czujniki gazu można podzielić na trzy kategorie:
A) Czujniki gazu wykorzystujące właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak typ półprzewodnika (o kontrolowanej powierzchni, o kontrolowanej objętości, typu o potencjale powierzchniowym), typ spalania katalitycznego, typ przewodności cieplnej ciała stałego itp.
B) Czujniki gazu wykorzystujące właściwości fizyczne, takie jak przewodność cieplna, zakłócenia optyczne, absorpcja podczerwieni itp.
C) Czujniki gazu wykorzystujące właściwości elektrochemiczne, takie jak elektroliza o stałym potencjale, bateria Gavanniego, membranowa elektroda jonowa, stały elektrolit itp.
W zależności od zagrożeń dzielimy toksyczne i szkodliwe gazy na dwie kategorie: gazy palne i gazy toksyczne.
Ze względu na różne właściwości i zagrożenia, metody ich wykrywania również się różnią.
Gaz palny jest gazem niebezpiecznym powszechnie spotykanym w zakładach przemysłowych, takich jak przemysł petrochemiczny. Składa się głównie z gazów organicznych, takich jak alkany i niektórych gazów nieorganicznych, takich jak tlenek węgla. Wybuch gazów palnych musi spełniać określone warunki, czyli określone stężenie gazów palnych, określoną ilość tlenu i wystarczającą ilość ciepła, aby spowodować zapalenie ich źródła zapłonu. Są to trzy elementy eksplozji (pokazane w trójkącie eksplozji na lewym rysunku powyżej), które są niezbędne. Innymi słowy, brak któregokolwiek z tych warunków nie spowoduje pożaru ani eksplozji. Kiedy gazy palne (para, pył) i tlen zmieszają się i osiągną określone stężenie, po napotkaniu źródła ognia o określonej temperaturze nastąpi eksplozja. Stężenie gazu palnego, które eksploduje po zetknięciu się ze źródłem ognia, nazywamy granicą stężenia wybuchu, zwaną granicą palności, która jest zwykle wyrażana w procentach. W rzeczywistości ta mieszanina niekoniecznie eksploduje przy dowolnym stosunku mieszania i wymaga określonego zakresu stężeń.
Wybuch nie nastąpi, gdy stężenie gazu palnego będzie niższe od LEL (minimalna granica wybuchowości) (niewystarczające stężenie gazu palnego) oraz gdy jego stężenie będzie wyższe od UEL (maksymalna granica wybuchowości) (niewystarczająca ilość tlenu). LEL i UEL dla różnych gazów palnych są różne (patrz wstęp w numerze ósmym), co należy wziąć pod uwagę podczas kalibracji przyrządu. Ze względów bezpieczeństwa zasadniczo powinniśmy włączać alarm, gdy stężenie gazów palnych wynosi od 10 do 20 procent DGW. Tutaj stwierdza się 10-procentowy LEL. Zrób alarm ostrzegawczy, a 20% LEL nazywa się alarmem niebezpieczeństwa. Dlatego też detektory gazów palnych nazywamy detektorami LEL.
Należy zauważyć, że wskazanie 100 procent na detektorze LEL nie oznacza, że stężenie gazów palnych osiąga 100 procent objętości gazu, ale raczej osiąga 100 procent LEL, co odpowiada dolnej granicy wybuchowości gazów palnych . Jeśli jest to metan, stężenie objętościowe (VOL) wynosi 100 procent DGW=4 procent. W praktyce powszechnie stosowanymi detektorami spalania katalitycznego są detektory mierzące te gazy przy użyciu LEL. Jego zasadą jest podwójny mostek (powszechnie nazywany mostkiem Wheatstone'a).
Jeden z tych mostków z drutu platynowego jest pokryty katalitycznymi substancjami spalania. Dopóki elektroda może zapalić jakikolwiek łatwopalny gaz, rezystancja mostka z drutu platynowego będzie się zmieniać ze względu na zmiany temperatury. Ta zmiana rezystancji jest proporcjonalna do stężenia gazu palnego. Stężenie gazu palnego można obliczyć za pomocą układu obwodów przyrządu i mikroprocesora. Na rynku można znaleźć również detektory przewodności cieplnej VOL, które bezpośrednio mierzą stężenie objętościowe gazów palnych, a istnieją już detektory łączące LEL/VOL. Detektor gazów palnych VOL jest szczególnie odpowiedni do pomiaru stężenia objętościowego (VOL) gazów palnych w środowiskach niedotlenionych (z niedoborem tlenu).
Toksyczne gazy mogą występować zarówno w surowcach produkcyjnych, takich jak większość organicznych substancji chemicznych (LZO), jak i w produktach ubocznych na różnych etapach procesu produkcyjnego, takich jak amoniak, tlenek węgla, siarkowodór i tak dalej. Są to istotne czynniki ryzyka stanowiące zagrożenie dla pracowników. Ten rodzaj szkody obejmuje nie tylko natychmiastową szkodę, taką jak dyskomfort fizyczny, choroba, śmierć itp., ale także długoterminową szkodę dla organizmu ludzkiego, taką jak niepełnosprawność, nowotwór itp. Wykrywanie tych toksycznych i szkodliwych gazów jest jest to kwestia, na którą kraje rozwijające się powinny zacząć zwracać wystarczającą uwagę.
