管道中VOCs废气在线检测仪表原理及适用范围

文章导读

VOCs治理过程中，管道有机废气的实时监控非常重要，特别是选用燃烧工艺的废气，因废气浓度若积累到一定程度容易引发爆炸事故。目前，针对VOCs废气输出管道中的安全监控方面的在线仪表，主要有催化燃烧法，红外吸收法和激光二极管原理的三大类仪表。

▲来源：VOCs减排工作站

VOCs治理过程中，管道有机废气的实时监控非常重要，特别是选用燃烧工艺的废气，因废气浓度若积累到一定程度容易引发爆炸事故。目前，针对VOCs废气输出管道中的安全监控方面的在线仪表，主要有催化燃烧法，红外吸收法和激光二极管原理的三大类仪表。

1、催化燃烧原理类

催化燃烧原理是利用传感元件接触可燃性气体时产生催化燃烧，传感元件温度随之升高，从而使元件的阻值增大，通过惠斯顿电桥检测电阻的变化来测定气体的浓度。采用催化燃烧原理的优点主要有：

（1）当废气成分不确定时依然可以有效检测；

（2）探测器具有自动标定功能；

（3）使用方便；

（4）容易实现对温度的补偿。

催化燃烧原理的缺点主要有：

（1）采用低温催化无焰燃烧时间久了催化涂层会被烧掉，不能实现连续测量;

（2）催化燃烧反应过程需要一定的时间;

（3）样气中含有的硫、硫化氢、卤族元素等会导致催化剂中毒失效。

2、红外吸收原理类

红外吸收原理是利用一些可燃性气体(碳氢化合物)对特定波长的红外辐射具有较强的吸收能力，通过测量红外能量的减少量从而得到可燃气体的浓度。

采用红外吸收原理的可燃性气体探测器的优点是价格相对较低、传感器寿命长、线性度好、响应速度快、长期工作稳定可靠、不受硫化氢等毒物干扰等。缺点是只能检测碳氢化合物、CO₂ 等对红外辐射能有明显吸收能力的气体，样气要求洁净，不能有粉尘及水蒸气等影响光路的成分，标定时通常使用的是50% LEL 的甲烷，全量程标定需要与厂家沟通定制标气。

3、激光二极管吸收原理类

激光二极管吸收原理由激光发射模块发出激光束穿过被测气体，光电传感模块中的探测器进行接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析后得到被测气体浓度。通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度，光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。

VOCs 项目中通常采用激光二极管吸收原理用于废气进口的氧含量分析而没有用于烃浓度的检测。激光二极管吸收原理的优点是可进行现场分析或取样分析、响应速度快、智能化程度高、维护方便、样气不洁净不会影响仪表本身；缺点是，测量过程中只能检测某一种气体组分如O₂、CO、CH₄ 等，安装时有管径和长度的最低要求，需要氮气持续吹扫，体积大，价格贵，需要温度压力补偿，不适合小的实验装置等。

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