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二氧化碳廠家有哪些使用二氧化碳及檢測危險的方法?

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二氧化碳廠家有哪些使用二氧化碳及檢測危險的方法?

發布日期:2021-03-11 作者: 點擊:

二氧化碳是地球大氣中第四種常見的氣體,其平均環境濃度(在新鮮空氣中)約為350ppm。二氧化碳是生物體常見的副產品之一。每呼出一次,我們都會產生二氧化碳并將其釋放到大氣中(呼出的平均濃度約為3.8%)。根據研究,一個人平均每天產生大約450升(900克)的二氧化碳。那么二氧化碳廠家有哪些使用二氧化碳及檢測危險的方法?

液態和固態二氧化碳(干冰)被廣泛用作制冷劑,特別是在食品工業中。二氧化碳也用于許多工業和化學工業過程。二氧化碳尤其與啤酒和葡萄酒制造業有關,在啤酒和葡萄酒制造業中,二氧化碳是由酵母在將糖轉化為酒精的發酵過程中產生的。發酵容器頂空中的二氧化碳很容易達到體積的50%,甚至更高的濃度。二氧化碳在石油工業中也被廣泛使用,通常被注入油井以降低粘度,并有助于從成熟油田開采石油。它也是密閉空間中遇到的常見的大氣危害之一。

二氧化碳是細菌分解的主要副產品。與人類一樣,“有氧”或氧氣使用細菌產生二氧化碳作為主要代謝副產品。在許多密閉空間中,低濃度的氧氣和高濃度的二氧化碳之間有著直接的關系。如果受限空間中的二氧化碳是需氧細菌作用的副產品,則19.5%的O2濃度(大多數管轄區缺氧的危險條件閾值)與至少1.4%的CO2當量濃度(14000 ppm)相關。這大大高于公認的工作場所二氧化碳暴露限值(以8小時TWA計算的5000 ppm)。

工業二氧化碳廠家表示,如果缺氧是由于位移而不是受限空間中的氧氣消耗造成的,則CO2的真實濃度可能會大大提高。新鮮空氣的含氧量僅為20.9%。天平主要由氮氣組成,少量或微量的其他各種氣體,包括氬氣、水蒸氣和二氧化碳。因為氧氣只占新鮮空氣總量的五分之一左右,每5%的置換氣體被引入密閉空間,氧氣濃度只會降低1%。例如,考慮由于干冰進入封閉空間而導致的缺氧。在這種情況下,19.5%O2的讀數并不表示1.4%CO2,而是表示5 X 1.4%=7.0%(70000 ppm)CO2。

底線是,如果你等到缺氧警報被激活,而缺氧是由于二氧化碳的存在,那么在離開受影響區域之前,你就已經大大超過了毒性暴露極限。

盡管有這些考慮,在過去,大多數大氣監測項目都只將二氧化碳視為一種“簡單的窒息劑”。窒息劑是一種可導致昏迷或窒息死亡(窒息)的物質。沒有其他健康影響的窒息劑被稱為“簡單”窒息劑。

由于CO2不被視為有毒危害,而不是直接測量受限空間或工作場所環境中的CO2,因此僅測量氧氣濃度就足夠了。這種態度正在改變,因為它變得更加可行(和負擔得起)直接測量二氧化碳通過緊湊,便攜式,多傳感器氣體探測器配備微型紅外傳感器直接測量這種氣體。

二氧化碳廠家

工作場所二氧化碳暴露限值

二氧化碳被列為有毒污染物,幾乎在每個司法管轄區都有嚴格的職業接觸限值。廣泛認可的CO2暴露限值是指8小時時間加權平均值(TWA)為5000 ppm,15分鐘短期暴露限值(STEL)為15000 ppm或30000 ppm。

二氧化碳比空氣重,密度是新鮮空氣的1.5倍。當二氧化碳被釋放到封閉或受限的空間時,它往往會沉降到空間的底部,在空間的Z低部分達到Z高濃度。因為這種定居的趨勢,作為二氧化碳在空間的局部區域(例如發酵桶中液體正上方的頂部空間)中,它可以達到越來越高的濃度。

雖然在新鮮空氣中作為天然成分存在,但在較高濃度下,暴露癥狀包括頭痛、頭暈、氣短、惡心、脈搏快速或不規則以及中樞神經系統抑制。除了置換新鮮空氣中的氧氣,高濃度的二氧化碳可能會加重或惡化與缺氧有關的癥狀,并干擾成功的復蘇。即使與室內通風不良相關的濃度適度升高也會產生生理癥狀。

濃度達到或超過百萬分之40,000應被視為對生命和健康有直接危險。暴露于非常高的濃度(例如,暴露于6%體積的二氧化碳幾分鐘或30%體積的二氧化碳20-30秒)與Y久性心臟損傷有關,心電圖改變就是證明。濃度超過10%會在15分鐘或更短時間內導致意識喪失。

NDIR二氧化碳傳感器如何檢測氣體

實時測量二氧化碳廣泛使用的技術是通過非色散紅外(NDIR)傳感器,該傳感器測量二氧化碳作為特定波長紅外光吸收率的函數。

分子可以被概念化為球(原子),通過彈性彈簧(鍵)連接在一起,可以在三維空間振動(拉伸、彎曲或旋轉)。每個分子都有某些固定的模式,在這些模式中可以發生這種振動運動。振動模式由將分子固定在一起的特定鍵的性質決定。分子越大,運動模式的數目就越多。每一個模式代表一個特定頻率的振動運動。特定分子的模式總是相同的?;瘜W鍵吸收紅外線輻射。鍵繼續以相同的頻率振動,但在能量轉移后振幅更大。為了吸收紅外能量(也就是說,為了將振動能量轉移到分子上),頻率必須與振動模式的頻率相匹配。

二氧化碳生產廠家表示,特定分子吸收準確波長的紅外輻射。當紅外輻射通過含有特定污染物的感應室時,只有那些與其中一種振動模式匹配的波長才會被吸收。其余的光被毫無阻礙地透過光室。因此,分子中特定化學基團的存在會產生特征吸收帶。由于大多數化合物的吸收頻率不同,紅外吸收率可以提供一個用于識別未知污染物的“指紋”?;蛘?,對于某些分子,可能在特定波長處發現吸收峰,而其他可能存在的分子不共享該吸收峰。在這種情況下,特定波長的吸光度可用于提供特定分子的物質特定測量。二氧化碳在4.26微米(μm)的波長處有這樣一個吸收峰。該波長下紅外光的吸收率與傳感器感測室內的CO2濃度成正比。吸光度不是線性的每濃度單位,但在數學上是可預測的,很容易由配備微處理器的便攜式氣體探測器計算。

小型NDIR CO2傳感器包括能夠發射所需波長光的紅外光源(通常為鎢絲燈)。濾光片用于將通過傳感室傳輸的光限制在一個狹窄的波長范圍內。大多數NDIR CO2傳感器都是雙探測器系統,既提供參考信號又提供主動信號。熱釋電探測器能夠測量特定波長下的吸光度,用于提供測量和參考信號。二氧化碳傳感器中的有源探測器測量通過傳感室后到達探測器的4.26μm范圍內的光量。參考探測器測量另一個波長(或波長范圍)處的光量,其中感興趣的氣體沒有吸收率。與參考信號相比,CO2濃度越大,到達有源探測器的光量減少越大。


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