Πώς εφαρμόζονται οι ανιχνευτές τοξικών και επιβλαβών αερίων στη βιομηχανία;
Στην πραγματικότητα, πολλά από τα αέρια που συναντώνται όσον αφορά την ασφάλεια και την υγιεινή είναι μείγματα οργανικών και ανόργανων αερίων. Για διάφορους λόγους, η τρέχουσα κατανόησή μας για τα τοξικά και επιβλαβή αέρια εστιάζεται περισσότερο σε εύφλεκτα αέρια, αέρια που μπορούν να προκαλέσουν οξεία δηλητηρίαση (υδρόθειο, υδροκυάνιο κ.λπ.) και ορισμένα κοινά τοξικά αέρια (μονοξείδιο του άνθρακα), οξυγόνο και άλλα ανιχνευτές, επομένως, αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί πρώτα στην εισαγωγή τέτοιων ανιχνευτών και θα κάνει προτάσεις για την εφαρμογή διαφόρων ανιχνευτών τοξικών και επιβλαβών (ανόργανων/οργανικών) αερίων με βάση την τρέχουσα κατάσταση.
Η ταξινόμηση των ανιχνευτών τοξικών και επιβλαβών αερίων και τα βασικά συστατικά των αρχικών ανιχνευτών αερίου είναι αισθητήρες αερίων.
Οι αισθητήρες αερίων μπορούν να χωριστούν κατ' αρχήν σε τρεις κατηγορίες:
Α) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν φυσικές και χημικές ιδιότητες: όπως τύπος ημιαγωγών (τύπος ελέγχου επιφάνειας, τύπος ελέγχου όγκου, τύπος επιφανειακού δυναμικού), τύπος καταλυτικής καύσης, τύπος στερεής θερμικής αγωγιμότητας κ.λπ.
Β) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν φυσικές ιδιότητες: όπως αγωγιμότητα θερμότητας, παρεμβολή φωτός, απορρόφηση υπέρυθρων κ.λπ.
Γ) Αισθητήρες αερίων που χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές ιδιότητες: όπως ηλεκτρόλυση σταθερού δυναμικού, γαλβανική μπαταρία, ηλεκτρόδιο ιόντων διαφράγματος, σταθερός ηλεκτρολύτης κ.λπ.
Ανάλογα με τους κινδύνους, χωρίζουμε τα τοξικά και τα επιβλαβή αέρια σε δύο κατηγορίες: εύφλεκτα αέρια και τοξικά αέρια.
Λόγω των διαφορετικών ιδιοτήτων και των κινδύνων τους, οι μέθοδοι ανίχνευσης είναι επίσης διαφορετικές.
Το καύσιμο αέριο είναι το πιο επικίνδυνο αέριο που συναντάται σε πετροχημικές και άλλες βιομηχανικές περιπτώσεις. Είναι κυρίως οργανικά αέρια όπως τα αλκάνια και μερικά ανόργανα αέρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα. Η έκρηξη καύσιμου αερίου πρέπει να πληροί ορισμένες προϋποθέσεις, δηλαδή: μια ορισμένη συγκέντρωση καύσιμου αερίου, μια ορισμένη ποσότητα οξυγόνου και αρκετή θερμότητα για να ανάψει την πηγή πυρκαγιάς τους, αυτά είναι τα τρία στοιχεία της έκρηξης (όπως το τρίγωνο έκρηξης που φαίνεται στο αριστερό σχήμα παραπάνω), λείπει ένα Όχι, δηλαδή, η έλλειψη κάποιας από αυτές τις συνθήκες δεν θα προκαλέσει πυρκαγιά και έκρηξη. Όταν το εύφλεκτο αέριο (ατμός, σκόνη) και το οξυγόνο αναμειγνύονται και φτάσουν σε μια ορισμένη συγκέντρωση, θα συμβεί έκρηξη όταν συναντήσετε μια πηγή πυρκαγιάς με μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ονομάζουμε τη συγκέντρωση καύσιμου αερίου που εκρήγνυται όταν συναντά μια πηγή πυρκαγιάς ως όριο συγκέντρωσης έκρηξης, που αναφέρεται ως όριο έκρηξης και γενικά εκφράζεται σε ποσοστό . Στην πραγματικότητα, αυτό το μείγμα δεν εκρήγνυται σε καμία αναλογία ανάμειξης αλλά έχει εύρος συγκέντρωσης.
Το σκιασμένο τμήμα φαίνεται στην παραπάνω δεξιά εικόνα. Δεν θα συμβεί έκρηξη όταν η συγκέντρωση εύφλεκτου αερίου είναι κάτω από το LEL (Κατώτερο όριο εκρηκτικών) (ανεπαρκής συγκέντρωση εύφλεκτου αερίου) και πάνω από το UEL (ανώτερο όριο έκρηξης) (ανεπαρκές οξυγόνο). Το LEL και το UEL των διαφορετικών εύφλεκτων αερίων είναι διαφορετικά (δείτε την εισαγωγή του όγδοου τεύχους), στα οποία πρέπει να δίνεται προσοχή κατά τη βαθμονόμηση του οργάνου. Για λόγους ασφαλείας, γενικά πρέπει να εκδώσουμε συναγερμό όταν η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου είναι 10 τοις εκατό και 20 τοις εκατό του LEL, εδώ σημαίνει 10 τοις εκατό LEL. Ως προειδοποιητικός συναγερμός και 20 τοις εκατό LEL ως συναγερμός κινδύνου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ονομάζουμε τον ανιχνευτή καύσιμων αερίων γνωστό και ως ανιχνευτή LEL.
Πρέπει να σημειωθεί ότι το 100 τοις εκατό που εμφανίζεται στον ανιχνευτή LEL δεν σημαίνει ότι η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου φτάνει το 100 τοις εκατό του όγκου του αερίου, αλλά φτάνει το 100 τοις εκατό του LEL, που ισοδυναμεί με το χαμηλότερο όριο έκρηξης του καύσιμου αέριο. Εάν είναι μεθάνιο, 100 τοις εκατό LEL=4 τοις εκατό συγκέντρωση όγκου (VOL). Στην εργασία, ο ανιχνευτής που μετρά αυτά τα αέρια με LEL είναι ο κοινός μας ανιχνευτής καταλυτικής καύσης. Η αρχή του είναι μια μονάδα ανίχνευσης γέφυρας διπλής κατεύθυνσης (κοινώς γνωστή ως γέφυρα Wheatstone). Μία από τις συρμάτινες γέφυρες πλατίνας είναι επικαλυμμένη με ουσίες καταλυτικής καύσης. Ανεξάρτητα από το είδος του εύφλεκτου αερίου, εφόσον μπορεί να αναφλεγεί από τα ηλεκτρόδια, η αντίσταση της συρμάτινης γέφυρας πλατίνας θα αλλάξει λόγω αλλαγών θερμοκρασίας. Η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου είναι σε μια ορισμένη αναλογία και η συγκέντρωση του καύσιμου αερίου μπορεί να υπολογιστεί μέσω του συστήματος κυκλώματος και του μικροεπεξεργαστή του οργάνου. Στην αγορά διατίθενται επίσης ανιχνευτές θερμικής αγωγιμότητας VOL που μετρούν απευθείας την συγκέντρωση όγκου των καύσιμων αερίων. Ταυτόχρονα, υπάρχουν ήδη συνδυασμένοι ανιχνευτές LEL/VOL. Ο ανιχνευτής ευφλεκτότητας VOL είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για τη μέτρηση ογκομετρικών συγκεντρώσεων (VOL) εύφλεκτων αερίων σε ανοξικά περιβάλλοντα (ανεπαρκές οξυγόνο).
Τοξικά αέρια μπορούν να υπάρχουν όχι μόνο στις πρώτες ύλες παραγωγής, όπως οι περισσότερες οργανικές χημικές ουσίες (VOC), αλλά και στα υποπροϊόντα διαφόρων δεσμών της παραγωγικής διαδικασίας, όπως αμμωνία, μονοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο κ.λπ. αποτελούν τους μεγαλύτερους κινδύνους για τους εργαζόμενους. Αυτό το είδος βλάβης περιλαμβάνει όχι μόνο την άμεση βλάβη, όπως σωματική δυσφορία, ασθένεια, θάνατο κ.λπ., αλλά και μακροπρόθεσμη βλάβη στο ανθρώπινο σώμα, όπως αναπηρία, καρκίνο και ούτω καθεξής. Η ανίχνευση αυτών των τοξικών και επιβλαβών αερίων είναι ένα πρόβλημα στο οποίο οι αναπτυσσόμενες χώρες μας θα πρέπει να αρχίσουν να δίνουν πλήρη προσοχή.
