Koje industrijske namjene mogu imati detektori opasnih i opasnih plinova?
U stvarnosti, mnogi od plinova koji se susreću u sigurnosti i zdravlju su mješavine organskih i neorganskih plinova. Zbog različitih razloga, naše trenutno razumijevanje otrovnih i štetnih plinova još uvijek je više fokusirano na zapaljive plinove, plinove koji mogu uzrokovati akutna trovanja (kao što su sumporovodik i cijanurska kiselina), kao i na neke uobičajene otrovne plinove (kao što je ugljični monoksid) , kiseonik i drugi detektori. Stoga će se ovaj članak prvo fokusirati na uvođenje ovih tipova detektora, te dati prijedloge za primjenu različitih detektora toksičnih i štetnih (anorganskih/organskih) plinova na osnovu trenutne situacije.
Klasifikacija detektora toksičnih i štetnih gasova i ključna komponenta originalnog detektora gasa su gasni senzori.
Senzori za plin se u principu mogu podijeliti u tri kategorije:
A) Gasni senzori koji koriste fizička i hemijska svojstva, kao što su tip poluprovodnika (površinski kontrolisan, kontrolisan zapreminom, tip površinskog potencijala), tip katalitičkog sagorevanja, tip toplotne provodljivosti čvrstog materijala, itd.
B) Gasni senzori koji koriste fizička svojstva, kao što su toplotna provodljivost, optičke smetnje, infracrvena apsorpcija itd.
C) Gasni senzori koji koriste elektrohemijska svojstva, kao što su elektroliza konstantnog potencijala, Gavanni baterija, membranska jonska elektroda, fiksni elektrolit, itd.
Prema opasnostima, otrovne i štetne gasove klasifikujemo u dve kategorije: zapaljivi gasovi i otrovni gasovi.
Zbog različitih svojstava i opasnosti, metode njihove detekcije također se razlikuju.
Zapaljivi gas je opasan gas koji se obično sreće u industrijskim okruženjima kao što je petrohemijska industrija. Uglavnom se sastoji od organskih gasova kao što su alkani i određenih neorganskih gasova kao što je ugljen monoksid. Eksplozija zapaljivih gasova mora ispunjavati određene uslove, odnosno određenu koncentraciju zapaljivih gasova, određenu količinu kiseonika i dovoljno toplote da zapali njihov izvor paljenja. Ovo su tri elementa eksplozije (kao što je prikazano u trokutu eksplozije na lijevoj slici iznad), koji su neophodni. Drugim riječima, odsustvo bilo kojeg od ovih uslova neće uzrokovati požar ili eksploziju. Kada se zapaljivi plinovi (para, prašina) i kisik pomiješaju i dostignu određenu koncentraciju, doći će do eksplozije kada naiđete na izvor vatre određene temperature. Koncentraciju zapaljivog gasa koji eksplodira kada dođe do izvora vatre nazivamo graničnom koncentracijom eksplozije, koja se naziva granicom zapaljivosti, koja se općenito izražava u postocima. Zapravo, ova mješavina ne eksplodira u bilo kojem omjeru miješanja i zahtijeva raspon koncentracije.
Eksplozija se neće dogoditi kada je koncentracija zapaljivog gasa ispod LEL (minimalna granica eksplozije) (nedovoljna koncentracija zapaljivog gasa) i kada je njegova koncentracija iznad UEL (maksimalna granica eksplozije) (nedovoljna koncentracija kiseonika). LEL i UEL različitih zapaljivih gasova su različiti (pogledajte uvod u osmom broju), što treba uzeti u obzir prilikom kalibracije instrumenta. Iz sigurnosnih razloga, općenito bismo trebali izdati alarm kada je koncentracija zapaljivog plina između 10 posto i 20 posto LEL. Ovdje se navodi 10 posto LEL. Napravite alarm upozorenja, a 20 posto LEL se naziva alarmom opasnosti. Zbog toga detektore zapaljivih gasova nazivamo LEL detektorima.
Treba napomenuti da 100 posto prikazanih na LEL detektoru ne znači da koncentracija zapaljivih plinova dostiže 100 posto zapremine plina, već dostiže 100 posto LEL, što je ekvivalentno donjoj granici eksplozivnosti zapaljivih plinova . Ako je u pitanju metan, 100 posto LEL=4 postotna zapreminska koncentracija (VOL). U radu, detektori koji mjere ove plinove koristeći LEL su obično korišteni detektori katalitičkog sagorijevanja. Njegov princip je dvostruki most (koji se obično naziva Wheatstoneov most) jedinica za detekciju.
Jedan od ovih mostova od platinaste žice je obložen katalitičkim supstancama za sagorevanje. Sve dok se bilo koji zapaljivi plin može zapaliti od strane elektrode, otpor mosta od platinaste žice će se mijenjati zbog temperaturnih promjena. Ova promjena otpora je proporcionalna koncentraciji zapaljivog plina. Koncentracija zapaljivog gasa može se izračunati preko sistema kola instrumenta i mikroprocesora. Na tržištu se mogu naći i VOL detektori toplotne provodljivosti koji direktno mere zapreminsku koncentraciju zapaljivih gasova, a već postoje i detektori koji kombinuju LEL/VOL. VOL detektor zapaljivih gasova je posebno pogodan za merenje zapreminske (VOL) koncentracije zapaljivih gasova u hipoksičnim sredinama (sa nedostatkom kiseonika).
Otrovni plinovi mogu postojati i u sirovinama za proizvodnju, kao što je većina organskih kemikalija (VOC), i u nusproizvodima u različitim fazama proizvodnog procesa, kao što su amonijak, ugljični monoksid, sumporovodik i tako dalje. Oni su značajni faktori rizika koji predstavljaju prijetnju radnicima. Ova vrsta štete ne uključuje samo neposrednu štetu, kao što je fizička nelagoda, bolest, smrt itd., već i dugotrajnu štetu ljudskom tijelu, kao što je invalidnost, rak, itd. Detekcija ovih toksičnih i štetnih plinova je pitanje kojem zemlje u razvoju treba da počnu da posvećuju dovoljno pažnje.
