石油化工可燃及有毒气体在线监测解决方案

应用背景

随着我国经济的蓬勃发展,对能源的需求日益旺盛,石油作为核心能源,其开发利用在我国得到了加速推进。然而,油气的开采、运输及加工利用过程中不可避免地会对生态环境造成一定影响。为了降低石化企业对大气环境的潜在危害,对石化厂区内气体进行严密监测变得至关重要,以确保石化企业的正常生产对周边其他厂区、设施及居民区的影响最小化。

气体类别

石油炼制废气

沥青加热与搅拌过程产生的苯并芘、多环芳烃(PAHs)、苯系物等;催化再生废气中的SO2、CO、CO2和尘;燃烧烟气中的SO2、NOX、CO、CO2和尘;含硫废气中的SO2、H2S和氨。

石油化工废气

在化工生产过程中由化工厂排放的有毒有害气体,主要污染物包括含硫化合物(SO2、H2S)、含氮氧化物(NO2、NO)、有机废气(苯、甲醛、VOCs)及无机废气(Cl2、NH3)等;工艺废气中的烷烃、烯烃、环烷烃、醇、芳香烃、醚酮、醛、酚、酯、卤代烃和氰化物。

合成纤维废气

化纤原料的工艺环节中产生有大量的挥发性有机物(VOCs),如苯二甲酸、乙二醇、乙醛等,以及粉尘、颗粒物和有害气体,如二氧化硫、氮氧化物等含烃废气中的总烃。

化肥废气

在化肥生产过程中,像合成氨、硫酸铵制备这些工序,会释放出大量如氨气、氯化氢、二氧化硫这般的酸碱废气。

污水处理的废气

石化行业在净化污水,去除其中的油、COD、氨氮等污染物的同时,也产生了严重的恶臭气体,主要是挥发性有机物、硫化氢、有机硫化物以及氨等,这些物质的嗅觉阈值低,对人体健康构成严重威胁。

执行国家标准

第一类是根据国家标准需要监测的气体,如SO2、NO2和CO,依据GB3095-2012《环境空气质量标准》标准要求进行监测,一旦超过限定值,系统将发出报警。

第二类是石化企业根据生产排放的废气,依据GB50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》标准,进行可燃及有毒有害气体的监测。

检测原理

催化燃烧原理

催化燃烧传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号,通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

红外原理

红外传感器是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器,从容器可以透光的两个端面中的一个端面侧边射入一束红外光。当红外线传感器波长与被测气体吸收谱线相吻合时,红外能量被吸收,红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律,气体浓度越大,对光的衰减也越大。这时红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比数据,由此可通过测量气体对红外光线的衰减来测出气体浓度。

电化学原理

电化学传感器通常由三个部分组成: 电极、电解质和半导体电极是传感器的核心部分,它是由金属或半导体材料制成的,可以与气体分子发生化学反应。电解质是一种导电液体,可以将电极与半导体连接起来,形成一个完整的电路。半导体是一种特殊的材料可以将电极和电解质之间的电流信号转换为数字信号,从而实现气体浓度的检测。

光离子原理

PID的原理是有机气体在紫外光源的激发下会产生气体的电离,PID使用了一个UV(紫外线)灯,有机物在紫外灯的激发下离子化,被离子化的“碎片”带有正负电荷,从而在两个电极之间产生了电流。检测器将电流放大,通过仪器仪表设备就可以并显示出VOCs气体的浓度。

监测区域及安装位置

  • 石油炼制
  • 石油化工
  • 合成纤维
  • 化肥生产
  • 污水处理厂

工艺设备区域

  • 易泄漏部位:泵阀密封处、采样口、放空口、法兰连接处等,需优先设置探测器。
  • 高温设备:加热炉、催化裂化装置等高温区域,需安装高温可燃气体报警器。

储运设施

  • 储罐区:液化烃、甲B/乙A类液体储罐的呼吸阀、放空口等位置需设置探测器。
  • 装卸码头:输油臂范围内(水平距离10米内)应设探测器。

特殊场所

  • 控制室/机房:机柜间、变配电所的空调引风口、电缆沟等位置需监测有害气体(如硫化氢、一氧化碳)。
  • 明火加热炉:与释放源保持5-10米距离,若存在实体墙则在其靠近释放源一侧安装。

工艺设备区域

  • 泵阀密封处:压缩机、液体泵的轴封处易发生泄漏,需安装固定式探测器。
  • 采样口:气体或液体采样口需设置监测点,防止泄漏。
  • 法兰/阀门组:设备和管道的连接处易出现气体泄漏,需重点监测。

储运设施区域

  • 储罐区:液化烃、汽油等储罐的呼吸阀、放空口周边需安装探测器。
  • 灌装站:灌瓶间的灌装口与探测器的水平距离建议为5-7.5米,敞开式区域每15-20米设一台探测器。

厂区环境区域

  • 电缆沟/桥架:电缆沟入口、桥架与建筑物的连接处需监测可燃气体。
  • 厂区边界:沿厂区周边布置探测器,监控气体泄漏对外部环境的影响。

气体密度影响

  • 比空气重的气体(如氢氰酸):探测器安装在距离地面0.3-0.6米处,传感器朝下。
  • 比空气轻的气体(如氢气):探测器安装在释放源上方0.5-2米或厂房最高点,必要时需构建立体监测网。

释放源核心区域

  • 固定源(如储罐区、压缩机): 探测器安装在设备周围1米内或沿防火堤内侧每5米设点。
  • 移动源(如装卸栈台): 在鹤管口下方1米处设点,覆盖半径≤4米。

工艺节点监控

  • 动设备(如缝纫机、染整区):在设备上方或周边0.5-1米范围内布点。
  • 储罐区:沿防火堤内侧每5米设点,覆盖半径≤2米。

原料储存区

  • 氨气检测仪应安装在尿素生产车间、氨水储存区等可能泄漏氨气的区域,建议高度为1.5-1.8米,避免被边缘低浓度区域干扰。

生产设备区

  • 可燃气体探测器需安装在压缩机、反应釜等设备附近,水平距离释放源不宜超过5米。
  • 有毒气体探测器需安装在硫磺回收装置、催化剂储存区等可能产生硫化氢、一氧化碳的区域,与释放源的水平距离控制在2米内。

成品包装区

  • 氢气灌瓶间需在室内最高点设置探测器,防止气体积聚引发爆炸。
  • 敞开式储瓶库应沿周边每15-20米设置探测器,四周边长小于15米时设一台

高风险区域布点

  • 格栅间、进水泵房、曝气沉砂间、洗砂间、集泥井、浓缩池、脱水机房、干化间、地下管廊等区域应重点布设监测点,这些区域易积聚硫化氢、甲烷、一氧化碳等有毒气体。
  • 污水池上方:对于密度小于空气的气体(如甲烷),监测点应设在污水处理池上方区域,避免气体逸出后无法及时检测。

监测方式

在线式气体探测器

将在线式气体探测器固定在现场,连续自动检测可燃或有毒气体,气体超限自动报警,还可自动联动排风机、电磁阀等设备,可以通过RS485总线制数字信号、4-20mA三线制电流信号或4G/GPRS无线传输形式,将检测到的气体浓度数据实时传到气体报警控制器或PLC、DCS系统或监控中心,数据大屏上集中呈现。

气体报警控制器

气体报警控制器安装于监控中心,可适用于标准4~20mA电流信号以及RS485总线制信号的控制与通讯,控制器采用高性能单片机进行控制及处理,整机工作状态稳定。数据记录、报警记录、系统日志以及报警通道均可通过菜单查询,并可通过继电器输出来控制外部设备,如排风系统或其它外部设备。

环境空气质量在线监测系统

恶臭气体在线监测系统采用高精度、高分辨率的高性能气体传感器、可实时在线检测氨及低分子氨 、硫醇及硫醚、挥发性有机物、臭气浓度 、硫化氢及硫化物、颗粒物等多项参数。

广泛应用于恶臭污染源气体的排放监测,系统支持外部通信接口,带数据存储、数据导出功能,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心。可根据用户的需求选配气体、颗粒物、气象参数等测量模块,是一种新型的、低成本的、智能型监测设备,是环境监测管理部门进行空气质量监测的理想设备。

物联网监测平台

基于物联网、云计算理念,整合企业的可燃和有毒气体等信息,实现日常监管、在线监测、应急救援于一体的智能化管理平台。通过在一些危险源或存在有安全生产事故隐患的作业区域内安装各类报警器或监测设备,通过有线或无线形式将各仪器仪表数据采集汇总,统一由平台进行智能分析和处理,为企业的日常监管和应急处理提供信息基础和决策依据。满足企业从日常生产、在线监测、职业健康、教育训练、应急救援、知识库建设等实施一体化管理。

系统采用传感器、即时通讯、移动互联、无线通讯、GIS地图等技术于一体,通过人防、物防与技防相结合,有效提高危化企业本身的安全意识,提升企业的安全生产信息化管理。

其它产品

微型环境空气质量监测系统V2.0版(带存储泵吸标准型)

微型环境空气质量监测系统V2.0版(带存储泵吸标准型)

微型环境空气质量监测系统是一种模块化设计、可对大气环境污染进行高精度、多参数测量的监测系统,系统采用高精度、高分辨率的原装进口气体传感器以及高性能的颗粒物、气象传感器,具有体积小、重量轻、设计简洁、高性价比、多参数高集成、安装方便等特点。

微型环境空气质量监测系统广泛应用于城市空气质量监测和工业空气排放污染监测,可同时对空气中的各种环境污染气体、颗粒物、气象参数进行测量。系统支持外部通信接口,带数据存储、数据导出功能,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心,并能通过网络浏览器进行远程控制。可根据用户的需求选配气体、颗粒物、气象参数等测量模块,是一种新型的、低成本的、智能型监测设备,是环境监测管理部门进行空气质量监测的理想设备。

气体参数测量:原装进口高性能传感器,具有高精度、寿命长、稳定性好的特点,可同时监测1-6种有毒有害气体,传感器可灵活配置任意组合、即插即用,以适应不同行业领域的监测需求;可以测量的气体有:O3、 SO2、NO2、CO、VOC等。

颗粒物测量:可监测PM2.5和PM10颗粒物参数;

温度、湿度测量:可监测环境空气中的温度和湿度参数;(选配)

风速、风向测量:可监测风速、风向参数;(选配)

气象参数测量:可监测大气压、环境噪声、光照参数;(选配)

太阳能电源系统:可选配太阳能电源系统对系统进行直接供电,无须市电接入;(选配)

LED显示屏看板:监测数据通过有线或无线方式传输至LED显示屏看板进行测量参数的直观显示。(选配)

微型环境空气质量监测系统V2.0版(无显示无存储泵吸经济型)

微型环境空气质量监测系统V2.0版(无显示无存储泵吸经济型)

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微型环境空气质量监测系统广泛应用于城市空气质量监测和工业空气排放污染监测,可同时对空气中的各种环境污染气体、颗粒物、气象参数进行测量。系统支持外部通信接口,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心。可根据用户的需求选配气体、颗粒物、气象参数等测量模块,是一种新型的、低成本的、智能型监测设备,是环境监测管理部门进行空气质量监测的理想设备。

气体参数测量:原装进口高性能传感器,具有高精度、寿命长、稳定性好的特点,可同时监测1-6种有毒有害气体,传感器可灵活配置任意组合、即插即用,以适应不同行业领域的监测需求;可以测量的气体有:O3、 SO2、NO2、CO、VOC等。

颗粒物测量:可监测PM2.5和PM10颗粒物参数;

温度、湿度测量:可监测环境空气中的温度和湿度参数;(选配)

风速、风向测量:可监测风速、风向参数;(选配)

气象参数测量:可监测大气压、环境噪声、光照参数;(选配)

太阳能电源系统:可选配太阳能电源系统对系统进行直接供电,无须市电接入;(选配)

LED显示屏看板:监测数据通过有线或无线方式传输至LED显示屏看板进行测量参数的直观显示。(选配)