一、概述
工业气体检测是对生产、储存及使用过程中涉及的有毒有害气体、可燃气体及氧气浓度进行实时监测与定量分析的过程，旨在保障作业安全、符合环保法规并优化工艺流程。
核心检测目标：
1. 安全防护：预防爆炸（可燃气体）、中毒（H₂S、CO）及缺氧（O₂＜19.5%）。
2. 环保合规：控制排放气体（SO₂、NOₓ、VOCs）符合限值（如GB 16297）。
3. 工艺优化：监测反应气体浓度（如合成氨中的H₂/N₂比），提升生产效率。
检测对象分类：
· 有毒气体：硫化氢（H₂S）、一氧化碳（CO）、氯气（Cl₂）。
· 可燃气体：甲烷（CH₄）、氢气（H₂）、挥发性有机物（VOCs）。
· 惰性气体：氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）。
· 工艺气体：高纯气体（氩气、氦气）、特种气体（硅烷、氨气）。
二、检测标准
检测类型 | 国际标准 | 国内标准 |
有毒气体 | OSHA 29 CFR 1910.1000 | GBZ 2.1-2019（工作场所有害因素职业接触限值） |
可燃气体 | NFPA 497（爆炸性环境分类） | GB 3836.1-2021（爆炸性环境设备通用要求） |
排放气体 | EPA Method 25A（VOCs检测） | GB 16297-1996（大气污染物综合排放标准） |
高纯气体 | SEMI C3.8（电子级气体标准） | GB/T 3634.2-2011（氢气纯度检测） |
气体采样 | ISO 6145-7（动态配气法） | HJ 732-2014（固定污染源废气采样规范） |
三、检测设备
检测技术 | 设备/传感器 | 应用场景 | 检测限 |
电化学传感器 | 便携式多气体检测仪（MSA Altair 5X） | 受限空间（H₂S、CO、O₂实时监测） | H₂S：0-100 ppm |
红外光谱（NDIR） | 固定式在线气体分析仪（Siemens Ultramat 23） | 烟道气SO₂/NOₓ连续监测（CEMS系统） | SO₂：0-5000 ppm |
光离子化（PID） | VOC检测仪（RAE Systems ppbRAE 3000） | 石化厂VOCs泄漏筛查（苯、甲苯） | 苯：0.1-2000 ppm |
催化燃烧式传感器 | 可燃气体报警器（Honeywell SPM Flex） | 天然气管道CH₄泄漏监测（爆炸下限LEL%） | CH₄：0-100% LEL |
气相色谱（GC） | 实验室级GC-FID/TCD（Agilent 7890B） | 高纯气体杂质分析（氩气中O₂、N₂检测） | O₂：≤0.1 ppm |
激光气体分析仪 | 可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS） | 氨逃逸监测（NH₃≤15 mg/m³，SCR脱硝系统） | NH₃：0-50 ppm |
四、检测流程
1. 采样与预处理
· 现场检测：
o 便携式仪器：开机预热→零点校准→探头置于检测点（距泄漏源1-2 m）。
o 扩散式采样：自然扩散或泵吸式（流量200-500 mL/min）。
· 实验室分析：
o 气袋/罐采样：使用Tedlar气袋或SUMMA罐采集气体，24小时内送检。
o 吸附管采样：Tenax管捕集VOCs，热脱附后GC-MS分析（EPA TO-17）。
2. 分析步骤
· 在线监测（CEMS）：
o 烟气参数：温度、压力、湿度校正→NDIR分析SO₂/NOₓ浓度→数据上传监管平台。
· 实验室检测（GC）：
o 高纯气体分析：分子筛色谱柱分离→TCD检测器定量O₂、N₂、CO₂（SEMI C3.8）。
3. 数据处理与报告
· 对比限值（如工作场所H₂S≤10 ppm，GBZ 2.1）。
· 生成检测报告，标注超标区域及整改建议（如增加通风或密封措施）。
五、费用与周期
检测类型 | 费用范围 | 周期 |
便携式现场检测 | 500-2000元/点位 | 即时出结果 |
VOCs实验室分析 | 2000-8000元/样（GC-MS） | 3-5个工作日 |
CEMS在线监测系统 | 安装+运维：20万-100万元/套 | 实时监测+月度报告 |
高纯气体检测 | 1000-5000元/样（GC-TCD） | 2-3个工作日 |
校准服务 | 1000-5000元/台（年度校准） | 1-2个工作日 |
加急服务 | 额外支付50%-100%费用 | 缩短30%-50%时间 |
六、实际应用
1. 石化行业安全监测
· 储罐区VOCs泄漏：PID检测苯浓度超限（＞1 ppm），触发声光报警并启动应急排风。
· 加氢反应器H₂监测：固定式H₂传感器实时监控（0-1000 ppm），防止爆炸风险。
2. 环保排放控制
· 燃煤电厂CEMS系统：NDIR连续监测SO₂排放（≤35 mg/m³，GB 13223）。
· 垃圾焚烧厂二噁英检测：吸附管采样+HRGC/HRMS分析（≤0.1 ng TEQ/m³）。
3. 电子特气质量控制
· 高纯氩气检测：GC-TCD验证O₂≤0.5 ppm、N₂≤1 ppm（SEMI C3.8）。
· 硅烷气体杂质分析：GC-PDD检测PH₃、AsH₃（≤10 ppb）。
4. 矿业安全防护
· 煤矿井下CH₄监测：催化燃烧传感器报警（CH₄≥1% LEL），切断电源并撤离。
· 金矿氰化车间HCN检测：电化学传感器实时监控（HCN≤10 ppm）。
七、注意事项
1. 传感器干扰与寿命：
· 电化学传感器避免交叉干扰（如CO传感器受H₂影响），定期更换（寿命1-3年）。
2. 校准与维护：
· 使用标准气体（如NIST可溯源标气）进行零点/跨度校准（每月1次）。
3. 法规动态跟踪：
· 关注《重点管控新污染物清单》更新（如2023年新增氢氟烃类物质）。
