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更新時間:2025-11-10
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對于VOC(揮發性有機物)管道氣體的可燃性測量,紅外原理(NDIR)通常比催化燃燒原理更優,是更推薦的選擇。
首先要理解最關鍵的一點:
催化燃燒原理:測量的是 “可燃性" 或 “爆炸風險" 。它檢測的是所有可燃燒氣體在傳感器上發生氧化反應(燃燒)產生的總熱量,并將其轉換為一個“%LEL"(爆炸下限)的讀數。它不能區分是哪種氣體在燃燒。
紅外原理:測量的是 “特定氣體濃度" 。它通過特定氣體對紅外線的吸收特性來檢測,可以精確測量特定VOC氣體的濃度(通常以ppm或%vol為單位)。通過算法,可以將其換算成%LEL來表示爆炸風險。
| 特性 | 催化燃燒原理 | 紅外原理 |
|---|---|---|
| 測量對象 | 所有可燃氣體(總體可燃性) | 特定的VOC氣體(目標明確) |
| 原理 | 氣體在催化劑表面無焰燃燒,引起電阻變化 | 氣體對特定波長紅外光的吸收 |
| 優點 | - 成本較低 - 對氫氣等無極分子有反應 - 技術成熟,應用廣泛 | - 高選擇性,不受其他氣體干擾 - 不會中毒或抑制,壽命長 - 無燃燒風險 - 響應速度快,穩定性好 |
| 缺點 | - 容易中毒/抑制(硅、硫、鉛、鹵素等會損壞傳感器) - 需要氧氣才能工作(缺氧環境不適用) - 精度相對較低,易受環境因素影響 - 傳感器壽命有限,需定期更換 | - 成本較高 - 對氫氣(H?)、乙炔(C?H?) 等對稱結構無極分子無響應或響應弱 |
VOC管道氣體成分復雜,通常包含以下挑戰:
中毒風險:
很多工業流程中的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。
這些物質會不可逆地毒化催化燃燒傳感器的催化劑,導致其靈敏度下降,給出錯誤的低讀數,造成巨大的安全隱患。
缺氧環境:
管道內的氣體可能處于缺氧或富集狀態(例如,在惰性氣體保護的反應器中)。催化燃燒傳感器需要至少~10%以上的氧氣才能正常工作,否則無法檢測。
高濃度環境
管道中VOC濃度可能非常高,甚至超過100%LEL。長時間暴露在高濃度可燃氣體中會“灼傷"催化燃燒傳感器,縮短其壽命。
紅外傳感器規避了以上問題:
它不受中毒影響,因為它是光學原理,不與氣體發生化學反應。
它不需要氧氣。
它能耐受高濃度氣體(取決于設計)。
| 場景 | 推薦原理 | 理由 |
|---|---|---|
| 大多數VOC管道監測(苯、甲苯、二甲苯、酮類、醇類、烷烴類等) | 紅外原理 | 抗中毒、長壽命、精度高、安全可靠,是長期穩定運行的選擇。 |
| 已知氣體成分簡單、潔凈、無毒性物質,且預算有限 | 催化燃燒原理 | 成本低,能滿足基本的防爆監測需求。但需密切關心中毒風險和壽命。 |
| 氣體中含有氫氣(H?)或乙炔(C?H?) | 催化燃燒原理 或 紅外+催化復合型 | 紅外對這兩種氣體不敏感。須使用催化燃燒原理。 |
| 氣體成分復雜多變,且包含催化和紅外都能測的氣體 | 紅外原理 | 紅外的高選擇性可以避免其他氣體的干擾,給出更準確的目標氣體讀數。 |
| 要求安全性和維護量 | 紅外原理 | 無傳感器“突然死亡"的風險,維護周期長。 |
總的來說,對于VOC管道檢測,除去預算非常緊張或目標氣體是氫氣,否則投資一臺基于紅外原理的氣體檢測儀是更明智、更安全、長期來看更經濟的選擇。