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标题: 氯碱行业氯气（Cl₂）、氢气（H₂）、氯化氢（HCl）等尾... [打印本页]

作者: iotsensor 时间: 6 小时前
标题: 氯碱行业氯气（Cl₂）、氢气（H₂）、氯化氢（HCl）等尾...
一、行业背景与尾气监测必要性
氯碱工业作为基础化学工业的重要组成部分，通过电解食盐水工艺规模化生产烧碱、氯气及氢气等关键化工原料，广泛服务于化工、轻工、冶金等诸多领域。然而在电解及产品处理环节，必然伴随成分复杂的尾气排放，其核心污染物包括氯气（Cl₂）、氢气（H₂）、氯化氢（HCl）等，具有高毒性、强腐蚀性及易燃易爆的复合危险特性。

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此类尾气若未经有效处置直接排放，将引发多重危害：
氯气作为强氧化性剧毒气体，不仅会刺激人体呼吸道造成不可逆损伤，更会成为酸雨与光化学烟雾的关键前体物；
氯化氢易与大气中水蒸气结合形成酸雾，导致设备腐蚀、建筑物损坏及土壤水体酸化；
氢气虽无毒，但与空气混合后遇明火即会引发爆炸，构成重大安全隐患。同时，电解过程涉及的高温、高压及强腐蚀环境，进一步增加了安全监控与质量控制的难度。
因此，对工艺过程中气体组分及微量水分含量的精准监测，既是保障产品质量的核心环节，更是防范安全事故的关键举措。
2024 年 12 月 31 日发布的 GB 11984-2024《化工企业氯气安全技术规范》（自 2025 年 8 月 1 日起实施），在吸取国内外氯气事故教训基础上，明确提出多项强制性监测要求，包括氯气泄漏报警检测、氯气总管及液氯汽化尾气中氢气含量监测、氯压机出口氯气水分检测等，为行业监测体系建设提供了刚性标准支撑。
二、氯碱尾气核心污染物特性分析
（1）氯气（Cl₂）
作为尾气中最主要的有毒污染物，氯气具有强氧化性与剧毒性，其浓度受生产工艺稳定性、设备密封性能等因素影响，波动范围通常在几十至几百 ppm。该气体对人体黏膜系统具有强烈刺激作用，短期接触即可引发呼吸道灼伤，长期暴露会导致肺功能损伤。在环境层面，氯气参与大气化学反应后，可转化为含氯颗粒物与酸性物质，加剧区域环境污染程度。
（2）氢气（H₂）
氢气具有极低的爆炸极限（4.0%~75.6% 体积比），与空气混合后形成的爆炸性混合物，在明火、高温或静电作用下极易引发剧烈爆炸。虽然其本身无毒性，但在氯碱工艺中，氢气常与氯气等有毒气体共存，泄漏后不仅存在爆炸风险，还可能导致有毒气体扩散范围扩大，增加应急处置难度。
（3）氯化氢（HCl）
氯化氢具有强腐蚀性与高水溶性，在空气中极易与水蒸气结合形成盐酸雾滴。该物质不仅会腐蚀生产设备的金属构件与密封材料，缩短设备使用寿命，还会通过干湿沉降进入土壤与水体，破坏生态系统酸碱平衡。对人体而言，盐酸雾滴可造成皮肤灼伤与呼吸道黏膜损伤，属于典型的复合型污染物。
三、关键监测参数与传感器技术选型

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气体组分监测传感器选型
基于 GB 11984-2024 标准要求及氯碱工艺特性，工采网推荐气体传感器如下：
氯气传感器
推荐采用电化学氯气传感器 CL2-B1，其基于选择性氧化还原反应原理，可有效过滤灰尘与微小水滴干扰，对氯气具有优异的选择性与灵敏度。该传感器量程覆盖 0~20ppm，分辨率达 0.02ppm，在 - 20~50℃、15~90% RH 的宽环境范围内保持稳定输出，且能抵抗 CO、C₂H₄、H₂等共存气体的干扰。其核心优势在于低浓度区间的线性响应特性，完全满足氯气泄漏早期预警需求，适用于电解槽周边、氯气总管等关键点位的固定式监测及便携式巡检。
氢气传感器
电化学氢气传感器 H2-BF：通过氢气在电极表面的氧化反应产生正比于浓度的电流信号，具有低功耗、高精度特性，线性范围宽且重复性优异，适用于氯气总管、液氯汽化尾气等连续监测场景，可精准捕捉氢气浓度波动，防范爆炸风险。
氯化氢传感器
依据安装方式差异选用专用传感器：
便携式监测选用 HCL-A1 电化学传感器：量程 0~100ppm，分辨率 1ppm，在 - 30~50℃环境下可稳定工作，能抵抗 SO₂、NH₃等多种干扰气体，适配手持式报警器用于设备巡检与泄漏点定位。
固定式监测选用 HCL-B1 电化学传感器：与 A1 型相比，分辨率提升至 0.1ppm，更适合尾气排放口、反应釜周边等关键点位的连续监测，其强化的抗干扰能力可确保在复杂工况下的数据准确性。
微量氧气传感器
推荐采用美国 All 公司电化学微量氧气传感器 GPR-12-333/PSR-12-223，基于微型燃料电池技术，检测范围覆盖 0~10000ppm，可直接替代美国 Southland 的 TO2-1X 传感器。该传感器具有高精度、长寿命特性，能适应氯碱工艺的腐蚀环境，广泛应用于空气分离辅助系统、惰性气体保护环节的氧气含量监测，防范缺氧作业风险与可燃气体爆炸风险。

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