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更新時(shí)間:2025-11-10
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對(duì)于VOC(揮發(fā)性有機(jī)物)管道氣體的可燃性測(cè)量,紅外原理(NDIR)通常比催化燃燒原理更優(yōu),是更推薦的選擇。
首先要理解最關(guān)鍵的一點(diǎn):
催化燃燒原理:測(cè)量的是 “可燃性" 或 “爆炸風(fēng)險(xiǎn)" 。它檢測(cè)的是所有可燃燒氣體在傳感器上發(fā)生氧化反應(yīng)(燃燒)產(chǎn)生的總熱量,并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)“%LEL"(爆炸下限)的讀數(shù)。它不能區(qū)分是哪種氣體在燃燒。
紅外原理:測(cè)量的是 “特定氣體濃度" 。它通過(guò)特定氣體對(duì)紅外線的吸收特性來(lái)檢測(cè),可以精確測(cè)量特定VOC氣體的濃度(通常以ppm或%vol為單位)。通過(guò)算法,可以將其換算成%LEL來(lái)表示爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
| 特性 | 催化燃燒原理 | 紅外原理 |
|---|---|---|
| 測(cè)量對(duì)象 | 所有可燃?xì)怏w(總體可燃性) | 特定的VOC氣體(目標(biāo)明確) |
| 原理 | 氣體在催化劑表面無(wú)焰燃燒,引起電阻變化 | 氣體對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收 |
| 優(yōu)點(diǎn) | - 成本較低 - 對(duì)氫氣等無(wú)極分子有反應(yīng) - 技術(shù)成熟,應(yīng)用廣泛 | - 高選擇性,不受其他氣體干擾 - 不會(huì)中毒或抑制,壽命長(zhǎng) - 無(wú)燃燒風(fēng)險(xiǎn) - 響應(yīng)速度快,穩(wěn)定性好 |
| 缺點(diǎn) | - 容易中毒/抑制(硅、硫、鉛、鹵素等會(huì)損壞傳感器) - 需要氧氣才能工作(缺氧環(huán)境不適用) - 精度相對(duì)較低,易受環(huán)境因素影響 - 傳感器壽命有限,需定期更換 | - 成本較高 - 對(duì)氫氣(H?)、乙炔(C?H?) 等對(duì)稱結(jié)構(gòu)無(wú)極分子無(wú)響應(yīng)或響應(yīng)弱 |
VOC管道氣體成分復(fù)雜,通常包含以下挑戰(zhàn):
中毒風(fēng)險(xiǎn):
很多工業(yè)流程中的VOC氣體本身就含有或伴隨有硅烷、硫化物(如H?S)、鹵代烴(如氯苯、二氯甲烷)、磷酸鹽等。
這些物質(zhì)會(huì)不可逆地毒化催化燃燒傳感器的催化劑,導(dǎo)致其靈敏度下降,給出錯(cuò)誤的低讀數(shù),造成巨大的安全隱患。
缺氧環(huán)境:
管道內(nèi)的氣體可能處于缺氧或富集狀態(tài)(例如,在惰性氣體保護(hù)的反應(yīng)器中)。催化燃燒傳感器需要至少~10%以上的氧氣才能正常工作,否則無(wú)法檢測(cè)。
高濃度環(huán)境
管道中VOC濃度可能非常高,甚至超過(guò)100%LEL。長(zhǎng)時(shí)間暴露在高濃度可燃?xì)怏w中會(huì)“灼傷"催化燃燒傳感器,縮短其壽命。
紅外傳感器規(guī)避了以上問(wèn)題:
它不受中毒影響,因?yàn)樗枪鈱W(xué)原理,不與氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
它不需要氧氣。
它能耐受高濃度氣體(取決于設(shè)計(jì))。
| 場(chǎng)景 | 推薦原理 | 理由 |
|---|---|---|
| 大多數(shù)VOC管道監(jiān)測(cè)(苯、甲苯、二甲苯、酮類、醇類、烷烴類等) | 紅外原理 | 抗中毒、長(zhǎng)壽命、精度高、安全可靠,是長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的選擇。 |
| 已知?dú)怏w成分簡(jiǎn)單、潔凈、無(wú)毒性物質(zhì),且預(yù)算有限 | 催化燃燒原理 | 成本低,能滿足基本的防爆監(jiān)測(cè)需求。但需密切關(guān)心中毒風(fēng)險(xiǎn)和壽命。 |
| 氣體中含有氫氣(H?)或乙炔(C?H?) | 催化燃燒原理 或 紅外+催化復(fù)合型 | 紅外對(duì)這兩種氣體不敏感。須使用催化燃燒原理。 |
| 氣體成分復(fù)雜多變,且包含催化和紅外都能測(cè)的氣體 | 紅外原理 | 紅外的高選擇性可以避免其他氣體的干擾,給出更準(zhǔn)確的目標(biāo)氣體讀數(shù)。 |
| 要求安全性和維護(hù)量 | 紅外原理 | 無(wú)傳感器“突然死亡"的風(fēng)險(xiǎn),維護(hù)周期長(zhǎng)。 |
總的來(lái)說(shuō),對(duì)于VOC管道檢測(cè),除去預(yù)算非常緊張或目標(biāo)氣體是氫氣,否則投資一臺(tái)基于紅外原理的氣體檢測(cè)儀是更明智、更安全、長(zhǎng)期來(lái)看更經(jīng)濟(jì)的選擇。