有毒有害气体检测仪在工业中的应用.docx

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1、有毒有害气体检测仪在工业中的应用 hanjuan 导语：介绍了有机气体检测仪光离子化检测器及其在平安、卫生等方面的应用。 介绍了有机气体检测仪光离子化检测器及其在平安、卫生等方面的应用。按顺序在本章中我们将着重讨论其它无机有毒有害气体检测仪的原理和应用，但实际上，我们很难将有毒有害气体简单地分为有机、无机两大类。 由于在现实情况中，平安和卫生方面的碰到的气体很多都是有机无机气体的混合物。只是由于各种原因，目前我们对于有毒有害气体的认识还更多地集中于可燃气体、可以引起急性中毒的气体硫化氢、氰氢酸等、以及某些常见的有毒气体一氧化碳、氧气等检测仪上，因此，本文将首先着重介绍这类检测仪，并综合目前的情

2、况对各类有毒有害无机/有机气体检测仪的应用提出建议。 有毒有害气体检测仪的分类和原理： 气体检测仪的关键部件是气体传感器。 气体传感器从原理上可以分为三大类： A 利用物理化学性质的气体传感器：如半导体式外表控制型、体积控制型、外表电位型、催化燃烧式、固体热导式等。 B 利用物理性质的气体传感器：如热传导式、光干预式、红外吸收式等。 C 利用电化学性质的气体传感器：如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等。 根据危害，我们将有毒有害气体分为可燃气体和有毒气体两大类。 由于它们性质和危害不同，其检测手段也有所不同。 可燃气体是石油化工等工业场合碰到最多的危险气体，它主要是烷烃

3、等有机气体和某些无机气体：如一氧化碳等。 可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件，那就是：一定浓度的可燃气体，一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源，这就是爆炸三要素如上左图所示的爆炸三角形，缺一不可，也就是讲，缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸。 当可燃气体蒸汽、粉尘和氧气混合并到达一定浓度时，遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。我们把可燃气体遇火源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限，一般用%表示。实际上，这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围。 当可燃气体浓度低于LEL最低爆炸限度时可燃气体浓度缺乏和其浓度高于UEL最高爆炸限度时氧气缺乏都不会发生爆炸。不

4、同的可燃气体的LEL和UEL都各不一样参见第八期的介绍，这一点在标定仪器时要特别留意。为平安起见，一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出警报，这里，10%LEL称。作警告警报，而20%LEL称作危险警报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。 需要讲明的是，LEL检测仪上显示的100%不是可燃气体的浓度到达气体体积的100%，而是到达了LEL的100%，即相当于可燃气体的最低爆炸下限，假如是甲烷，100%LEL=4%体积浓度VOL.在工作中，以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。它的原理是一个双路电桥一般称作惠斯通电桥检测单元。在这其中

5、的一个铂金丝电桥上涂有催化燃烧物质，不管何种易燃气体，只要它可以被电极引燃，铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变，这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例，通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。 直接测量可燃气体的体积浓度的热导式VOL检测器也可以在市场上得到，同时，也已经有了LEL/VOL合二为一的检测器。VOL可燃检测器十分合适于在缺氧氧气缺乏的环境中测量可燃气体的体积VOL浓度。 有毒气体既可以存在于消费原料中，如大多数的有机化学物质VOC，也可能存在于消费经过的各个环节的副产品中，如氨、一氧化碳、硫化氢等等。它们是对工作人员造成危害最大的危险因素。这种危害不仅包括立即

6、的伤害，如身体不适、发病、死亡等等，而且包括对于人体长期的危害，如致残、癌变等等。对于这些有毒有害气体的检测是我们开展中国家应当开场引起充分重视的问题。 有毒气体 TWA STEL IDLH MAC 氨气 NH3 25 35 500 30 一氧化碳CO 25 1500 30 氯气 Cl2 0.5 1 30 1 氰化氢 HCN 10 4.7 50 0.3 硫化氢H2S 10 15 300 10 一氧化氮 NO 25 100 二氧化硫SO2 2 5 100 15 VOC 50 100 随气体种类不同，其TWA、STEL、IDLH、MAC等值会有一定的不同 目前，对于特定的有毒气体的检测，我们使用最

7、多的是专用气体传感器。它可以包括上面。所列的所有气体传感器，也包括前两章所介绍的光离子化检测仪。其中，检测无机气体最为普遍、技术相对成熟、综合指标最好的方法是定电位电解式方法，也就是我们常讲的电化学传感器。 电化学传感器的构成是：将两个反响电极工作电极和对电极以及一个参比电极放置在特定电解液中，然后在反响电极之间加上足够的电压，使透过涂有重金属催化剂薄膜的待测气体进展氧化复原反响，再通过仪器中的电路系统测量气体电解时产生的电流，然后由其中的微处理器计算出气体的浓度。 目前，可以检测到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、氨气、氯气、氰氢酸、环氧乙烷、氯化氢

8、等等。 检测VOC检测 器可以使用前章介绍的光离子化检测器。氧气也是在工业环境中，尤其是密闭环境中需要特别留意因素。一般我们将氧气含量超过23.5%称为氧气过量富氧，此时很轻易发生爆炸的危险；而氧气含量低于19.5%为氧气缺乏缺氧，此时很轻易发生工人窒息、昏迷以致死亡的危险。正常的氧气含量应当在20.9%左右。氧气检测仪也是电化学传感器的一种。 目前在选择有毒有害气体检测仪时的问题： 在我国，由于历史和认识上的原因，我们在选用各类检测仪时存在的问题还比拟多，详细表达在： 1 对可燃气体的检测重于对有毒气体的检测。 2 对可能引起急性中毒气体的检测重于对可能引起慢性中毒的气体的检测。 由于诸多可

9、燃气体泄漏所引起的爆炸事故的血的教训，使人们对于可燃气体检测特别重视，可以讲，任何一个石化、化工厂，绝大多数的危险气体检测仪都是LEL检测仪。但仅装备LEL检测仪对于真正保护工人的平安和安康还是远远不够的。 不可否认的是，大多数的挥发性危险气体都是可燃气体，但是，催化燃烧式的可燃气体检测仪LEL并不是对所有的可燃气体检测都是最正确选择。它是专门为检测甲烷设计的，而对其它物质的检测性能比拟差。所以，它们可以检测出的除甲烷以外的可燃气体的下限浓度要远远高于它们的允许浓度。 比方：对于苯、氨气等危险有毒气体，单纯使用可燃气体检测仪就是一个特别危险的做法。比方，苯的爆炸下限是1.2%，它在LEL检测仪

10、上的校正系数是2.51，也就是讲，苯在一个用甲烷标定的LEL检测仪上的显示的浓度只是其实际浓度的40%！这样，用LEL可以检测到的苯的最低警报浓度是10%LEL=10%1.2%2.51=3.010-3，这个浓度同苯的允许浓度510-6相比要高近600倍!。同样，氨在LEL检测仪上得到的警报浓度1.510-2也要比其允许浓度2.510-5高大约600倍。因此根据所检测气体的不同，选择特定有毒气体检测仪要比单纯选择LEL检测仪更加平安可靠得多。 另外，目前我们对于可以引起急性中毒的气体，比方硫化氢、氰氢酸等的检测较为重视，但对于可以引起慢性中毒的气体，比方芳香烃、醇类等的检测重视不够，其实后者对于

11、工人安康和平安的危害丝绝不逊于可以引起急性中毒的气体！它们可能引起癌变和其它的隐形病症，影响工人的寿命和安康。这种现象的出现，除了认识上的原因以外，以前市场上缺乏适宜的、可以检测较低浓度的有机气体检测仪也是一个重要的原因。 随着科学技术程度的开展和人们安康认识的进步，人们已经不知足于仅仅高快乐兴上班来，平平安安回家去，而是追求着更高的生活质量和生活条件。人们不仅关心着本日的工作，更关心着明天退休以后的生活。 因此在工业卫生和工业平安工作中要不断地引入新观念、新思路才能不仅要防止眼前的危险发生，而更要留意防止日后悲剧的发生，所有这些，都需要通过法规制定和人们素质的进步得到不断地改善和进步。我们将在下节内容中讨论怎样选择和维护各类有毒有害气体传感器。 0