医药化工行业废气成分复杂,常呈现有机与无机可燃气体共存、高湿、含腐蚀性组分等多重挑战,对RTO焚烧炉前LEL(爆炸下限)在线监测系统的精度、稳定性及抗干扰能力提出了高要求。目前主流LEL检测技术包括催化氧化、红外(NDIR)、FID(氢火焰离子化)和FTA(火焰温度分析)四种原理。本文结合三类典型工况,系统评估各技术路线的测量精度,为工程选型与运维优化提供技术支撑。

一、主流LEL检测原理对比分析
1、FID原理(氢火焰离子化)
原理概述:通过氢火焰使有机气体电离实现检测,有机组分响应精准,但对无机气体无响应,需搭配独立无机检测器组成复合系统,运维流程复杂。
精度分析:①基础工况(单一有机,无无机组分):精度±5%
②常规复杂工况(FID+CO+H₂/NH₃检测器):精度±9%~±11%
③复杂工况(含H₂S+高沸点有机+高湿):精度±12%~±15%。
核心特征:有机组分检测精度,但依赖多系统组合,高沸点及腐蚀性组分会加剧精度衰减,且需持续供给氢气、定期维护火焰检测器,运维成本高,现场安全风险较高。
2、FTA原理(火焰温度检测)
原理概述:基于可燃气体燃烧产热检测,对有机、无机可燃气体均有响应,单系统即可覆盖全组分,无多系统叠加误差。
精度分析:①基础工况:精度±4%
②常规复杂工况:精度±5%~±6%
③复杂工况:精度±7%~±8%
核心特征:全工况精度优且稳定,但设备购置成本显著高于其他原理,在医药化工行业中,针对中小规模装置的性价比不足,且对高浓度腐蚀组分的耐受能力有限。
3、催化燃烧原理
原理概述:通过可燃气体与催化珠反应产热实现检测,可响应多数有机与部分无机可燃气体,但核心短板为易受腐蚀组分中毒影响,导致传感器性能衰减。
精度分析:①基础工况(单一有机+低浓度CO,无腐蚀组分):精度±8%
②常规复杂工况(有机+CO+H₂/NH₃混合,无腐蚀组分):精度±10%
③复杂工况(含H₂S/Cl+高湿+高沸点有机):精度±15%~±20%
核心特征:仅适用于无腐蚀组分的基础场景,满足简单检测需求;含H₂S/Cl等腐蚀组分会显著衰减精度,复杂工况下精度失控,在医药化工复杂废气中适配性有限。
4、红外原理(NDIR)
原理概述:基于有机气体分子中C-H键对特定波长红外光的吸收特性进行检测,采用非接触式光学测量方式,不与气体发生化学反应。该原理对有机可燃气体响应灵敏,对无机气体无响应,在医药化工以有机废气为主的工况中具有良好适配性。
精度分析:①基础工况(单一有机,无无机组分):精度±6%
②常规复杂工况(红外+CO/H₂/NH₃检测器复合系统):精度±10%~±12%
③复杂工况(含腐蚀组分+高湿):精度±13%~±17%。
核心特征:抗中毒性强,不受H₂S、卤化物等腐蚀组分影响,稳定性优异;响应快(≤7秒),满足RTO快速调控;运维便捷,光源寿命长(6-8年),无持续供氢需求。具有对H₂、CO等无机可燃气体无响应的局限性,在无机组分较高时需配套其他检测器组成复合系统。鉴于医药化工废气多以有机溶剂为主,单系统即可满足监测需求,综合运维成本较低。
二、四种检测原理核心参数对比表

三、湖南希思智能的LEL可燃气体监测仪
在明确了不同检测原理的特性后,选择一款能够将技术优势转化为现场稳定性的产品至关重要。湖南希思智能科技有限公司推出的XS-AMK-EX防爆型LEL可燃气体监测仪,正是基于红外(NDIR)原理,为应对医药化工等行业复杂废气工况而设计的解决方案。

LEL可燃气体监测仪的核心是采用红外NDIR原理的可燃气体传感器,其对有机气体具有高灵敏度。针对医药化工现场常见的挑战,产品集成了多项针对性设计。
高效预处理系统:系统配备了多级过滤与处理单元,包括粉尘过滤器、疏水器,并可选配冷凝器,能有效去除样气中的颗粒物、水分和油污,保障传感器在高温高湿环境下长期稳定运行,减轻后续维护压力。
灵活的采样与防爆设计:采用防爆箱体集成,防爆等级可达EX De IIB T4,满足易燃易爆环境下的安全使用要求。
智能化监控与通讯:设备配备8英寸触摸屏,支持本地人机交互与参数配置。支持4-20mA模拟量信号和RS485(Modbus-RTU)数字信号输出,可便捷地接入DCS或PLC系统,实现数据远传和工艺连锁控制。
现场应用案例:
