Kako se detektorji strupenih in škodljivih plinov uporabljajo v industriji?
V resnici je veliko plinov, ki jih srečamo v smislu varnosti in higiene, mešanic organskih in anorganskih plinov. Zaradi različnih razlogov je naše trenutno razumevanje strupenih in škodljivih plinov bolj osredotočeno na gorljive pline, pline, ki lahko povzročijo akutno zastrupitev (vodikov sulfid, vodikov cianid itd.), in nekatere pogoste strupene pline (ogljikov monoksid), kisik in druge detektorjev, zato se bo ta članek najprej osredotočil na uvedbo tovrstnih detektorjev in dal predloge za uporabo različnih detektorjev strupenih in škodljivih (anorganskih/organskih) plinov glede na trenutno stanje.
Razvrstitev detektorjev strupenih in škodljivih plinov in ključne komponente originalnih detektorjev plina so senzorji plina.
Plinske senzorje lahko načeloma razdelimo v tri kategorije:
A) Plinski senzorji, ki uporabljajo fizikalne in kemijske lastnosti: kot so tip polprevodnika (tip nadzora površine, tip nadzora volumna, tip površinskega potenciala), tip katalitičnega zgorevanja, tip toplotne prevodnosti trdnih snovi itd.
B) Plinski senzorji, ki uporabljajo fizikalne lastnosti: kot so toplotna prevodnost, svetlobne motnje, infrardeča absorpcija itd.
C) Plinski senzorji, ki uporabljajo elektrokemične lastnosti: kot so elektroliza s konstantnim potencialom, galvanska baterija, diafragmska ionska elektroda, fiksni elektrolit itd.
Glede na nevarnosti delimo strupene in škodljive pline v dve kategoriji: vnetljive pline in strupene pline.
Zaradi različnih lastnosti in nevarnosti so različne tudi njihove metode odkrivanja.
Vnetljiv plin je najnevarnejši plin, ki ga srečamo v petrokemičnih in drugih industrijskih primerih. Gre predvsem za organske pline, kot so alkani, in nekatere anorganske pline, kot je ogljikov monoksid. Eksplozija vnetljivega plina mora izpolnjevati določene pogoje, to je: določena koncentracija vnetljivega plina, določena količina kisika in dovolj toplote za vžig njihovega vira ognja, to so trije elementi eksplozije (kot je eksplozijski trikotnik, prikazan na levi sliki zgoraj), manjka en Ne, to pomeni, da pomanjkanje katerega koli od teh pogojev ne bo povzročilo požara in eksplozije. Ko se gorljivi plin (para, prah) in kisik pomešata in dosežeta določeno koncentracijo, bo ob srečanju z virom ognja z določeno temperaturo prišlo do eksplozije. Koncentracijo vnetljivega plina, ki eksplodira, ko naleti na vir ognja, imenujemo meja koncentracije eksplozije, imenovana meja eksplozije, in je na splošno izražena v odstotkih. Pravzaprav ta mešanica ne eksplodira pri nobenem mešalnem razmerju, ima pa razpon koncentracije.
Osenčen del je prikazan na zgornji desni sliki. Do eksplozije ne pride, če je koncentracija vnetljivega plina pod LEL (spodnja meja eksplozivnosti) (nezadostna koncentracija vnetljivega plina) in nad UEL (zgornja meja eksplozivnosti) (nezadostno kisika). LEL in UEL različnih gorljivih plinov se razlikujeta (glej uvod v osmo številko), na kar moramo biti pozorni pri kalibraciji instrumenta. Zaradi varnosti bi morali na splošno sprožiti alarm, ko je koncentracija vnetljivega plina 10 odstotkov in 20 odstotkov LEL, tukaj pomeni 10 odstotkov LEL. Kot opozorilni alarm in 20 odstotkov LEL kot alarm za nevarnost. Zato imenujemo detektor gorljivih plinov, znan tudi kot detektor LEL.
Upoštevati je treba, da 100 odstotkov, prikazanih na detektorju LEL, ne pomeni, da koncentracija vnetljivega plina doseže 100 odstotkov volumna plina, ampak doseže 100 odstotkov LEL, kar je enako najnižji meji eksplozivnosti vnetljivega plin. Če je metan, 100-odstotna LEL=4-odstotna prostorninska koncentracija (VOL). V delu je detektor, ki meri te pline z LEL, naš običajni katalitični detektor zgorevanja. Njegov princip je dvosmerni most (splošno znan kot Wheatstonov most) detekcijska enota. Eden od platinastih žičnih mostov je prevlečen s katalitičnimi zgorevalnimi snovmi. Ne glede na vrsto vnetljivega plina, če ga je mogoče vžgati z elektrodami, se bo upor mostu iz platinske žice spremenil zaradi temperaturnih sprememb. Koncentracija gorljivega plina je v določenem razmerju, koncentracijo gorljivega plina pa je mogoče izračunati prek sistema vezja in mikroprocesorja instrumenta. Na trgu so na voljo tudi detektorji toplotne prevodnosti VOL, ki neposredno merijo prostorninsko koncentracijo gorljivih plinov. Hkrati že obstajajo kombinirani detektorji LEL/VOL. Detektor vnetljivosti VOL je posebej primeren za merjenje volumetričnih (VOL) koncentracij vnetljivih plinov v anoksičnih (nezadostno kisikovih) okoljih.
Strupeni plini se lahko nahajajo ne le v proizvodnih surovinah, kot je večina organskih kemičnih snovi (VOC), temveč tudi v stranskih produktih različnih povezav v proizvodnem procesu, kot so amoniak, ogljikov monoksid, vodikov sulfid itd. so največja nevarnost za delavce. Ta vrsta škode ne vključuje le takojšnje škode, kot je fizično nelagodje, bolezen, smrt itd., ampak tudi dolgotrajno škodo za človeško telo, kot je invalidnost, rak in tako naprej. Odkrivanje teh strupenih in škodljivih plinov je problem, ki bi mu morale naše države v razvoju začeti posvečati vso pozornost.
