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环保设施|一文看懂不同原理的LEL在线监测系统优劣势

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VOCs气体的排放被视为第二大类大气污染物,仅次于大气颗粒物。VOCs末端治理工艺多种多样,常见的有蓄热式燃烧(RTO)、催化燃烧(RCO)、直接燃烧(TO)等。为避免VOCs气体在处理时浓度超限引发安全事故,对有机废气爆炸LEL下限进行在线监测浓度成为必须。




01

LEL测量原理列举

CAT 催化燃烧法

利用催化剂将测量样品与氧气燃烧,测量样品产生的温度变化来确定气体浓度爆炸下限

催化燃烧型气体传感器的测量元件包括铂金丝线圈和三氧化二铝多孔材料。表面涂有催化氧化剂,如山钯和钍。参比元件的结构与测量元件相同,但没有涂覆催化剂。两者装在金属圆筒内,放置于粉末冶金烧结金属防护罩内


测量元件和参比元件分别作为惠斯通电桥的测量臂和参比臂。传感器工作时,电流通过铂丝元件加热至500-550℃。当有可燃气体接触催化氧化剂时,产生无焰燃烧,使测量元件温度升高,电阻值增大,导致电桥失去平衡。这输出与可燃气体浓度相应的电压,经过测量电路放大后输出



NDIR 红外吸收方法

测量特定波长光在样品中的吸收量转换成气体浓度爆炸下限

红外吸收型气体传感器通常采用NDIR技术,采用可调制脉冲光源及热电堆检测器。测量滤光片在3.4um处选择,这是碳氢化合物特征吸收波长的集中点,对所有碳氢化合物敏感。参比滤光片的通带中心波长选择在样品中气体组分都不吸收的波长处,提供参比测量,补偿测量误差



光源发出的红外线穿过测量室分别由测量及参比热电堆检测,经处理后得到被测气体含量。可采取多次反射以增加吸收光程,以提高检测灵敏度



FTA 氢火焰温度法

测量样品在氢火焰中燃烧产生的温度变化转换成气体浓度

测量样品经内置泵抽取进入仪器,经氢火焰燃烧迅速产生热量,通过对温度的测量转化成气体的浓度



FID 火焰离子化检测器法

将测量样品在氢火焰燃烧中的电离度来换算气体浓度爆炸下限

测量样品经内置泵抽取通过全程伴热进入FID检测器,在氢火焰的电离下产生带电粒子CHO+,带电粒子在偏置电场中做定向运动形成电流,通过收集极收集产生电信号,经信号处理换算出气体的爆炸下限




02

RTO装置爆炸事故案例分析

2019

山东某企业RTO装置爆炸事故

2019 年5 月,山东某企业RTO装置在运行过程中因废气浓度突然升高引发了爆炸,事故没有造成人员伤亡,RTO 炉体本身未损坏,但引风机及进炉管道全部爆裂损坏。事故发生的直接原因是:废气浓度突然升高。

2015

江苏某化工企业RTO 装置爆炸事故

江苏某化工企业RTO装置于2015年3月8日和3月27日发生两次爆炸。事故虽没有造成人员伤亡,但废气引风机损坏,现场仪表烧毁,RTO装置损毁严重。此次事故发生的直接原因是:气体冷凝温度较高,冷凝后气相中的有机化合物含量增高,废气收集管道上稀释的配风空气不足,导致进入RTO废气的浓度达到爆炸极限。


上述案例引自中国化学品安全协会



以上两起事故表明在工业生产中,对于废气处理需要高度重视和严格控制,防止安全事故的发生。为了保证系统的可靠性和安全性,需要选择一个能够快速响应、具有适应性并且具有性价比高的监测系统。考虑到这些特性需求,全球信誉最好的网投平台TSPEC-6100T壁挂式总烃LEL在线监测系统采用FID原理,能够满足样品适应性强、响应速度快以及性价比高等需求。



03

FID检测原理总烃测量设备优势

响应时间快、实时反映样品浓度变化:监测设备可以就近安装于RTO设备附近,无需过长样气传输管道增加系统成本,避免监测设备无法监测样品浓度的短时间突然升高带来的隐患。

测量过程全程高温:避免高沸点组分在传输过程中冷凝无法测量样品的实际浓度,引发安全事故。

样品适应性强:没有太多使用的限制条件,对样品的耐受力强

性价比高:建设成本和维护成本低于FTA-LEL分析仪。


总烃测量原理优劣势对比




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