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造纸行业气体检测

气体检测仪在造纸行业的应用

  

纸浆与造纸行业同其它许多行业一样,有许多方面是被限制的,如要求对工作环境中的空气进行检测,以保证工人的安全。而且,这个行业中对松节油和二氧化氯气体的关注越来越明确,目前的气体检测器遇到了挑战。了解这些气体蒸汽和对它们的检测方法可以帮助工人提高对气体检测仪的信心。

松节油性质及其检测

制浆过程会产生两种主要的蒸汽,一种蒸汽来自于纸的纤维中,另一种是木头产品的衍生物,被应用于油漆中。松节油就是这些化学物质中的一种,它不是一个寻常物质,因为它的爆炸极限比较底,为8000ppm0.8%)。它有很低的燃点,大约在253.3℃比甲烷537.2℃还低。松节油的这些特性使得用传统的LEL 传感器很难检测到它的蒸汽。要明白检测它为何如此困难就首先要了解LEL 传感器的工作原理。LEL 设计用于检测甲烷气体LEL 传感器最初设计是用来解决煤矿中甲烷水平检测的问题。可燃气体在一个惠斯登电桥的催化珠上燃烧,然后检测其热量的释放,大多数的LEL 传感器用这种原理。温度的上升引起了电阻值的改变,然后转换成%LEL 显示。LEL 传感器的单一性惠斯登电桥(催化珠)传感器就是一个包含了两个燃烧元件的简单小电炉。其中一个元件上面有催化剂 (比如:铂)另外一个没有。 两个元件同时被加热到某个温度,该温度在正常情况下是不支持燃烧的。然而,有催化剂的元件开始“燃烧”气体,相对于没有催化剂的元件,其温度升高。元件越热电阻值越高,惠斯登电桥能够测量两个元件阻值的区别。当气体燃烧时,传感器就能非常好地进行测量。LEL 传感器的局限性有两种机制影响了惠斯登电桥传感器的性能,当它被运用于(除了氨气以外的)其它可燃气体检测时这两种机制降低了它的效率。

1) 不同的气体燃烧在LEL 传感器上释放出不同的热量部分可燃气体燃烧放出高热,另一部分可燃气体相对放出低热。这种物理性质的差异使得我们在用LEL 传感器测量时就遇到了麻烦。例如: 100%LEL5%体积的甲烷气体)甲烷燃烧产生的热量比100%LEL(体积为0.8%)的松节油要高得多。LEL 传感器能被相对甲烷放热量低的松节油所误导,而产生检测数据的不准确。2)“重”碳氢化合物蒸汽在LEL 中扩散困难,减少了燃烧的热量输出。像松节油这样的“重”碳氢化合物的扩散很难通过防火过滤片并在LEL 传感器中燃烧反应。防火过滤片是用来防止开始燃烧后的火焰对环境的损害,松节油不像甲烷、乙烷、丙烷那样 “轻”可以轻易的到达惠斯登电桥内的燃烧珠。然而,像松节油,汽油,柴油等难挥发碳氢化合物很少能通过防火过滤片到达惠斯登电桥并让传感器作出反应。根据下表,在惠斯登电桥传感器上松节油的响应大约是甲烷的三分之一:

气体

LEL (%vol)

灵敏度(%)

柴油

0.8

30

正己烷

1.1

47

甲烷

 5.0

 100

戊烷

 1.5

 45

丙烷

 2.0

 53

松节油

 0.8

 34

例如:在用甲烷标定时,如果检测一个含有松节油的混合气体,LEL 传感器显示为34%,那么它的实际LEL 值应该为100%,因为在LEL 传感器下松节油的LEL 灵敏度相对甲烷为34%LEL 读数可以采用灵敏度接近于检测气体的不同标定气体而被修正。许多制造商采用正己烷,戊烷,丙烷来标定他们的LEL 传感器。校准系数(响应系数)用于甲烷标定时使检测器对目标气体做出正确的读数。但是即使采用适当的响应系数,LEL 传感器对松节油仍缺乏足够的灵敏度。由于传感器的漂移和惠斯登电桥传感器对测量松节油缺乏灵敏度。当空气中确实含有易燃物时,采用惠斯登电桥传感器来检测会给工作人员一个安全的假象。

使用PID 测量松节油

光离子化检测器PID 是对碳氢化合物十分灵敏的检测器,最初被设计用于工业环境中对ppm 级碳氢化合物的检测。PID 对松节油具有出色的灵敏度,对松节油在0-2000ppm 的范围内可以进行可靠的测量。10%LEL 的松节油为800ppmLEL 0.8%8000ppm)。因此,如果PID 对松节油的警报设置为800ppm 那么就相当于LEL10%的警报设置。根据表格我们能看出来,PID 能提供与10%LEL 相一致的松节油值(800ppm)。

 

读数

 实际浓度(ppm

PID 检测

800 ppm

800

PID -10%

720 ppm

720

PID +10%

880 ppm

880

LEL 检测

10 %

800

LEL -3%

7 %

560

LEL +3%

13%

1040

传感器的精确性影响使用者的信心。10%LEL 值用PID 传感器能更精确的测量。

1. PID 的误差范围为:160ppm

2. LEL 的误差范围为:480ppm

湖南国瑞公司针对纸浆造纸行业的PID产品适合于纸浆造纸行业密闭空间的检测。内置泵适合于密闭空间进入的远距离采样;潮湿,污垢的环境中对泄漏气体的检测,主要运用于纸浆与造纸行业;持久耐用的特性可以适应各种环境。

二氧化氯的检测在纸浆制造过程中常常需要漂白木头纤维。在完成这个过程需要使用氯气。但是,在使用氯气进行漂白过程会产生有毒二氧化物通过漂白产生的蒸汽进入到环境中,污染环境。通常情况下我们使用二氧化氯作为氯气的替代品。二氧化氯漂白纸浆比氯气有更多的优点,它不会产生有毒的二氧化物。氯气和二氧化氯在低浓度下都是有毒的致癌物质。但是二氧化氯不稳定并具有更高的毒性,因此在工作环境中要十分的小心。

氯气与二氧化氯的毒性比较

Cl2

 ClO2

闻到气味

0.08 ppm

0.1 ppm

TWA (NIOSH)

0.5 ppm

0.1 ppm

TWA (OSHA)

1.0 ppm

0.1 ppm

IDLH

10 ppm

5 ppm

STEL

0.3 ppm

 

氯气是有刺激性气味的黄绿色气体。它有一个优点就是在0.08ppm 是就能味道气味,这个浓度在开始产生毒性以下。在没有呼吸保护的情况下,身处低浓度氯气环境的工作人员实际上不可能停留太久。二氧化氯是类似于氯气和硝酸的微黄色带有芳香味的气体。然而,开始可以闻到气味和具有毒性时的气体浓度十分的接近,因此你一旦闻到二氧化氯的味道就很可能已经受到了潜在的危险。另外,嗅觉神经长时间处于ClO2 气体中会遭到破坏,因此如果怀疑有ClO2 气体出现在工作环境中就要用检测器进行测量。二氧化氯传感器的灵敏度与精度随着传感器技术的发展,高灵敏度和精确度的二氧化氯传感器被生产出来。英国离子公司已经将这种对二氧化氯能精确检测的传感器应用于检测器中。大多数氯检测器仅能检测到0.1ppm 的结果,这个浓度同氯气(OSHA 规定的)初始有毒浓度相当,但是二氧化氯的初始有毒浓度为氯含量的10%。因此一个具有0.1ppm 精确度的检测器对二氧化氯进行报警,这能导致许多错误的警报。所以一个二氧化氯检测器需要具有0.01ppm 的检测精度。

 

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