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在焦化廠的日常運(yùn)營(yíng)中，煤的高溫干餾和石油的渣油焦炭化是兩大關(guān)鍵工藝。這些過程中，不僅產(chǎn)生了眾多我們?nèi)粘Ｉ钏璧幕瘜W(xué)產(chǎn)品，如糖精、焦油、瀝青等，還伴隨著大量焦?fàn)t煤氣的生成。然而，這些煤氣中含有的高濃度甲烷等可燃?xì)怏w，一旦泄漏，將給工作人員的生命安全和工廠財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大威脅。 一、焦化廠中的甲烷風(fēng)險(xiǎn) 焦化廠是煤轉(zhuǎn)化為化學(xué)產(chǎn)品的核心場(chǎng)所，其主要原料煤經(jīng)過高溫干燥后提取煤氣，再經(jīng)過一系列化學(xué)工藝，可以提煉出糖精、焦油、瀝青等，以及眾多制藥所需的化學(xué)原料。然而，焦化過程中會(huì)產(chǎn)生大量焦?fàn)t煤氣，這種煤氣因其高可燃成分而具有高熱值。一旦煤氣泄漏，其影響不容小覷。人員若吸入過量煤氣，可能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)衰竭，甚至窒息死亡，造成嚴(yán)重的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。更為嚴(yán)重的是，當(dāng)煤氣濃度達(dá)到一定水平，遇明火極易引發(fā)火災(zāi)或爆炸。焦?fàn)t煤氣的著火溫度通常在500-600℃，而其爆炸極限約為5%-36%。因此，在焦化廠這類易發(fā)生煤氣泄漏的環(huán)境中，使用專業(yè)的煤氣泄漏檢測(cè)工具至關(guān)重要，以確保人身和財(cái)產(chǎn)的安全。 二、甲烷傳感器的重要性 甲烷是焦?fàn)t煤氣中的主要可燃成分，因此，對(duì)甲烷氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是確保焦化廠安全的關(guān)鍵。甲烷傳感器是一種檢測(cè)甲烷氣體濃度的設(shè)備，它能將甲烷氣體濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲烷氣體泄漏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。甲烷傳感器的工作原理主要有：催化燃燒、紅外吸收等。其中，催化燃燒和紅外甲烷傳感器應(yīng)用較為廣泛。 具體來說，甲烷傳感器的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
在選擇甲烷傳感器時(shí)，我們需要考慮以下幾個(gè)因素：
催化燃燒式甲烷傳感器： 英國(guó)alphasense 催化燃燒式甲烷傳感器 (CH4傳感器) - CH-A3，CH-A3是利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理，由檢測(cè)元件和補(bǔ)償元件配對(duì)構(gòu)成測(cè)量電橋，當(dāng)遇到可燃性氣體時(shí)，可燃?xì)怏w在檢測(cè)元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生燃燒，載體溫度就升高，通過它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個(gè)與可燃?xì)怏w濃度成正比的電信號(hào)。 紅外（NDIR）甲烷傳感器： 英國(guó)Clairair 紅外氣體傳感器 - S509-CH4，S509 紅外氣體傳感器是依據(jù)比爾-郎伯定律和紅外光譜理論研制成的,可以精確探測(cè)甲烷,二氧化碳,碳?xì)浠衔锏取?可以工作在高濕環(huán)境中， 使用壽命長(zhǎng)，具有標(biāo)準(zhǔn)接口輸出，外圍使用電路簡(jiǎn)單。 Dynament碳?xì)浠衔飩鞲衅?- MSH-PS/HC：Dynament 碳?xì)浠衔飩鞲衅鱉SH-PS/HC 可測(cè)量0-100%范圍內(nèi)的甲烷氣體和0-2%范圍內(nèi)的丙烷氣體。傳感器采用非分散紅外技術(shù)，可以對(duì)烴類氣體（包括甲烷和丙烷）作出響應(yīng)。 英國(guó)Alphasense 紅外甲烷傳感器 - IRM-AT，IRM-AT是小尺寸紅外CH4氣體傳感器，采用非色散性紅外（NDIR）技術(shù)來檢測(cè)氣體的，根據(jù)不同的氣體在不同的濃度下對(duì)紅外光譜的吸收率不同來檢測(cè)目標(biāo)氣體的存在和濃度 不易受現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的影響。采用了雙通道采樣技術(shù)，可以自我抑制零點(diǎn)漂移。具有標(biāo)定周期長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、高精度、高可靠性和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。英國(guó)Clairair 高分辨率紅外甲烷傳感器（NDIR CH4傳感器） Prime1，Prime1 傳感器利用 NDIR 技術(shù)檢測(cè)氣體濃度。傳感器內(nèi)部有一個(gè)紅外光源，一個(gè)雙元件紅外探測(cè)器，一個(gè)獨(dú)特的光波導(dǎo)讓氣體擴(kuò)散進(jìn)去， ARM7 內(nèi)核微處理器，電路提供的輸出電壓與電源極性無關(guān)。傳感器可以設(shè)置為線性電壓輸出，全量程 0.4V-2.0V 參考供電電源負(fù)極，或者設(shè)置為催化燃燒格式輸出，通常零點(diǎn)時(shí)是中間電壓，相對(duì)于檢測(cè)管腳在滿量程點(diǎn)的電壓是 100mV。此外，通過串口連接可以讀取輸出值和訪問內(nèi)部配置。通信連接點(diǎn)在 3 系的 Prime1 上是焊盤，在 5 系的 Prime1 上是管腳。內(nèi)部的集成電路可以實(shí)現(xiàn)的功能如驅(qū)動(dòng)光器件，提取檢測(cè)信號(hào)，把信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為濃度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償和量化輸出值等。在催化燃燒配置時(shí)，Prime1 可以在滿足電源供電要求的條件下，不改變電路并完全替代催化燃燒傳感器。當(dāng) Prime 1 用于恒流催化燃燒電路時(shí)，外圍元件則需要滿足電源的要求。Prime1 目前沒有過防爆認(rèn)證，所以如果用于危險(xiǎn)區(qū)域，必須加防爆密封外殼。0.01%的高分辨率，量程為 0-10%Vol；0.1%分辨率，量程為 10-100%Vol。 英國(guó)GSS NDIR CH4傳感器FlameIR-ME1 FlameIR®-ME1是一款超低功率的 NDIR CH4傳感器，采用先進(jìn)的固態(tài)LED光學(xué)技術(shù) FlameIR®-ME1校正濃度高達(dá)0-5%甲烷 (100% LEL) FlameIR®-ME1平均消耗 ~3.6mW （在縮短采樣周期時(shí)更低），使其與電源供電或可穿戴應(yīng)用兼容 The FlameIR®-ME1 在傳感器滿量程內(nèi)的讀數(shù)精度通常高于 0.01% + 3% The FlameIR®-ME1 內(nèi)置零點(diǎn)跟蹤功能，可在產(chǎn)品使用壽命內(nèi)保持 CH4測(cè)量精度 FlameIR®-ME1將通過本質(zhì)安全認(rèn)證，符合 ATEX II GD Ex ia IIC T4 Gb。 想了解更多甲烷傳感器選型，請(qǐng)咨詢工采網(wǎng)技術(shù)工程師。 |
