[發明專利]一種危化品泄漏早期預警裝置及方法

在審

• 申請號: 202011455747.8
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN114627625A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 黃衛;李海洋;王衛國;倉懷文;李楊
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G08B21/12
• 分類號: G08B21/12;F17D3/01
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

本發明涉及一種危化品泄漏早期預警裝置及方法，屬于離子遷移譜分析領域。所述裝置包括：第一常開電磁閥、第二常開電磁閥、第三常開電磁閥、離子遷移管、信號放大器、信號采集及輸出設備和紫外燈；不同位點的氣體樣品由進樣口進入離子遷移管內，在紫外燈的作用下產生離子，并由離子遷移管分離和檢測，通過法拉第盤將信號經信號放大器后由信號采集及輸出設備并顯示。本方法基于光電離離子遷移譜技術，在線快速監測大氣環境中危化品成分的含量，在其遠遠還未達到爆炸下限時發出預警，并通過采樣口的位置布局判斷泄漏點的位置；通過連續在線監測濃度的增長速度預判泄漏規模，及時提醒相關人員采取措施，減少或避免事故的發生。

技術領域

本發明涉及一種危化品泄漏早期預警裝置及方法，屬于離子遷移譜分析領域。

背景技術

隨著我國經濟的高速發展，全國各地化工廠生產事故頻發，不僅對生態環境造成極大的破壞，還嚴重威脅著人民群眾的生命和財產安全。對于絕大數的可燃氣體、燃油來說，其主要成分為烴類，爆炸下限(LEL)極低，可達1％。即使極低劑量燃油的泄漏，在有限的環境中也可輕易達到該限值，一旦引爆將導致更大劑量的泄漏和爆炸，惡性循環，后果不堪設想。因此，為保障石油化工企業的人身安全，相關場所要求安裝可燃氣體檢測報警設備。國標《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》(GB50493-2009)中給出一些常用氣體檢測器，例如催化燃燒檢測器、熱導檢測器、紅外氣體檢測器等，要求對可燃氣體的一級報警設定值小于或等于25％LEL。但對于一些危化品泄漏來說，距離泄漏點的距離越近濃度越高，局部濃度水平可能早已超過爆炸的下限。但因檢測器距離泄漏點有一定的距離，無論是從濃度水平上，還是從響應時間上看，報警設定值小于或等于25％LEL都是非常危險的。一旦發生警情，留給查找漏點，排除隱患的時間非常有限，難以實現危化品泄漏的早期預警。

本發明基于靈敏度高、響應時間快的離子遷移譜技術(Ion MobilitySpectrometry, IMS)，提供一種危化品泄漏早期預警的新方法及裝置。通過在線快速監測大氣環境中危化品成分的含量，最低檢測限可達ppb級，儀器響應時間＜1s，遠高于國標(GB50493-2009)的要求。在危化品泄漏濃度水平遠遠還未達到爆炸下限時發出預警，并通過采樣口的位置布局判斷泄漏點的位置；通過連續在線監測濃度的增長速度預判泄漏規模。相關信息通過遠程通訊手段傳輸至指揮中心，及時提醒相關人員采取措施，可有效的減少或避免重大事故的發生。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明一方面提供一種危化品泄漏早期預警裝置，所述裝置包括：第一常開電磁閥、第二常開電磁閥、第三常開電磁閥、離子遷移管、信號放大器、信號采集及輸出設備、紫外燈；離子遷移管氣路包括漂氣口、進樣口、尾氣口；漂氣經第一質量流量計與離子遷移管的漂氣口相連；不同位點的氣體樣品分別經第一常開電磁閥、第二常開電磁閥、第三常開電磁閥、采樣泵后與三通的第一個接口相連，三通的第二個接口與離子遷移管的進樣口相連，三通的第三個接口放空；離子遷移管尾氣口的尾氣經第二質量流量計與尾氣泵的進氣口相連；尾氣經第二質量流量計)由尾氣泵排出；離子遷移管的一端與紫外燈相連；離子遷移管的另一端設置有法拉第盤，法拉第盤經信號放大器與信號采集及輸出設備相連。

進一步的，所述裝置還包括采樣管，不同位點的氣體樣品均通過采樣管與第一常開電磁閥、第二常開電磁閥、第三常開電磁閥連接；所述采樣管為直徑6mm四氟管或不銹鋼管。

進一步的，離子遷移管的進樣口與尾氣口的直線距離為2-5cm，使樣品流經電離區的時間最長，保證樣品充分電離，提高樣品離子濃度，使離子遷移管的法拉第盤能夠接受到更多的離子信息，從而提高儀器的靈敏度，能夠檢測極低濃度的危化品。