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(fā)安全事故,對有機廢氣爆炸LEL下限進(jìn)行在線監(jiān)測濃度成為必須。
利用催化劑將測量樣品與氧氣燃燒,測量樣品產(chǎn)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(jié)構(gòu)與測量元件相同,但沒有涂覆催化劑。兩者裝在金屬圓筒內(nèi),放置于粉末冶金燒結(jié)金屬防護(hù)罩內(nèi)
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(dāng)有可燃?xì)怏w接觸催化氧化劑時,產(chǎn)生無焰燃燒,使測量元件溫度升高,電阻值增大,導(dǎo)致電橋失去平衡。這輸出與可燃?xì)怏w濃度相應(yīng)的電壓,經(jīng)過測量電路放大后輸出
測量特定波長光在樣品中的吸收量轉(zhuǎn)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(shù),采用可調(diào)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?xì)浠衔锾卣魑詹ㄩL的集中點,對所有碳?xì)浠衔锩舾小⒈葹V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(fā)出的紅外線穿過測量室分別由測量及參比熱電堆檢測,經(jīng)處理后得到被測氣體含量??刹扇《啻畏瓷湟栽黾游展獬?,以提高檢測靈敏度
測量樣品在氫火焰中燃燒產(chǎn)生的溫度變化轉(zhuǎn)換成氣體濃度
測量樣品經(jīng)內(nèi)置泵抽取進(jìn)入儀器,經(jīng)氫火焰燃燒迅速產(chǎn)生熱量,通過對溫度的測量轉(zhuǎn)化成氣體的濃度
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(jīng)內(nèi)置泵抽取通過全程伴熱進(jìn)入FID檢測器,在氫火焰的電離下產(chǎn)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(chǎn)生電信號,經(jīng)信號處理換算出氣體的爆炸下限
2019 年5 月,山東某企業(yè)RTO裝置在運行過程中因廢氣濃度突然升高引發(fā)了爆炸,事故沒有造成人員傷亡,RTO 爐體本身未損壞,但引風(fēng)機及進(jìn)爐管道全部爆裂損壞。事故發(fā)生的直接原因是:廢氣濃度突然升高。
江蘇某化工企業(yè)RTO裝置于2015年3月8日和3月27日發(fā)生兩次爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡,但廢氣引風(fēng)機損壞,現(xiàn)場儀表燒毀,RTO裝置損毀嚴(yán)重。此次事故發(fā)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(fēng)空氣不足,導(dǎo)致進(jìn)入RTO廢氣的濃度達(dá)到爆炸極限。
上述案例引自中國化學(xué)品安全協(xié)會
以上兩起事故表明在工業(yè)生產(chǎn)中,對于廢氣處理需要高度重視和嚴(yán)格控制,防止安全事故的發(fā)生。為了保證系統(tǒng)的可靠性和安全性,需要選擇一個能夠快速響應(yīng)、具有適應(yīng)性并且具有性價比高的監(jiān)測系統(tǒng)。考慮到這些特性需求,全世科技TSPEC-6100T壁掛式總烴LEL在線監(jiān)測系統(tǒng)采用FID原理,能夠滿足樣品適應(yīng)性強、響應(yīng)速度快以及性價比高等需求。
FID檢測原理總烴測量設(shè)備優(yōu)勢
響應(yīng)時間快、實時反映樣品濃度變化:監(jiān)測設(shè)備可以就近安裝于RTO設(shè)備附近,無需過長樣氣傳輸管道增加系統(tǒng)成本,避免監(jiān)測設(shè)備無法監(jiān)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(fā)安全事故。
樣品適應(yīng)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(shè)成本和維護(hù)成本低于FTA-LEL分析儀。
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