气体浓度单位换算

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单位换算测试
有一个高三米，五米长，五米宽的房 间，客户使用我公司的ES2000A的探 测器，对酒精的泄露进行监控， 探测
器安装在天花板上， 请问要使我公司
的探测器显示2.1%LEL， 需要多少酒
精泄露到地板上。（假设酒精泄露后 完全挥发， 不考虑浓度梯度差和饱和
蒸气压， 假设房间是完全密封的，酒
值太小, 都没有%LEL看起来直观
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质量浓度
在中国的有一些国家标准中, 经常会见 到下面浓度表示方法 一氧化碳 MAC 30mg/M3 质量浓度=气体质量(mg)/总容积 (M3)
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质量浓度-如何换算成体积浓度
气体容积 总容积
气体质量 质量浓度 总容积
问题: 质量如何转换成体积???
精的爆炸下限是3.1%VOL,酒精的分子 量是46）
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有毒气体控制单位的概念
REL
– 美国职业安全卫生研究所(NIOSH)发布的工作场所危险物 质或条件建议浓度限值
PEL
– 美国职业安全与健康署(OSHA)发布的允许浓度值限制
TLV
– 美国工业卫生工作者协会(ACGIH)发布的浓度标准
三个标准基本相似, 但在某写情况下他们之间有差 异
体积
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质量浓度-如何换算成体积浓度
气体的摩尔数: 气体质量/摩尔质量 气体的体积: 气体摩尔数X摩尔体积 PPM=质量浓度/气体分子量X22.4
– 质量浓度的单位 mg/M3 – 气体分子量的单位 克 – 摩尔体积单位 升
气体体积=气体质量/分子量X22.4
– 质量单位是克，体积单位上升
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质量浓度-如何换算成体积浓度
摩尔:
– 凡是含有阿伏加德罗常数个结构微粒（约 6.02×1023）的物质，其物质的量为1摩尔
摩尔质量
– 摩尔质量 —— 1mol物质具有的质量
– 1摩分子质量，数值上等于该分子的式量,单位： 克
摩尔体积
– 在标准状况下(简称标况)1摩尔任何气体的体积
都约是22.4升，气体的这个体积叫做气体的摩尔
体积浓度的单位可以是%VOL，也可 以是PPM，但上下单位要相同。
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容积浓度-%VOL，PPM，%LEL换算
PPM和%VOL的关系
气体容积 总容积
气体容积 总容积
问题：4.4%VOL的甲烷转换成PPM是多少. 结论：%VOL和PPM的数字之间是一万倍的关系.
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容积浓度-%VOL，PPM，%LEL换算
STEL
– 15分钟短期暴露水平 – 一个工作日任何时候都不得超过该限制 – STEL暴露之间至少保持60分钟的间隔
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有毒气体控制单位的概念
IDLH
– 立即致死浓度 – 工人必须使用高可靠性的防毒面具 – 会对工人带来不可恢复的致命的影响
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有毒气体控制单位的概念
Mac
– 中国的车间空气卫生标准 – 任何代表性的采样都不可以超过该浓度 – 单位是mg/M3，而TWA/STEL/IDLH一般
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容积浓度-PPM定义
一定容积中所含有某种气体的容积数 量百万分比。相当于一立方米中含有 多少立方厘米的某种气体
气体容积 总容积
一立方米中有11升的甲烷，请计算 甲烷的PPM浓度
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容积浓度-%LEL定义
为了控制爆炸下限的方便，提出%LEL 的概念（为什么%VOL和PPM不方便）
气体体积浓度 气体爆炸下限体积浓度
举例：裁缝的卷尺不是很精确， 但对于裁缝来讲却是很实用 车间的卡尺比裁缝的卷尺精确很多， 但不适合裁缝用。同样 裁缝的卷尺也不能代替车间的卡尺。
结果: 1.38% LEL
20LEL% CO 是多少PPM
结果: 21800PPM
如果达到20%LEL,机器没达到低段报警, 但 是一旦有人进入, 或泄露到周围有人区, 会立 即毒死人.
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有毒气体检测
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气体度量性能规范
精度
– 测量结果与测量对象的接近程度 – 对大多数对象，精度是性能质量的最重要定义 – 实际中， 最精确的仪器未必是最好的
三个标准都已时间加权平均浓度(TWA), 短期暴露极 限值(STEL)和立即致死浓度(IDLH)为基础.
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有毒气体控制单位的概念
TWA
– 是有毒气体在指定时间段的平均浓度 – 对于每周四十小时,每天八小时的工作制度来说,
工人可以在该浓度下日复一日一气体发生接触而 不致发生不良影响.
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有毒气体控制单位的概念
%LEL 和 %VOL/PPM 的关系
气体体积浓度 气体爆炸下限体积浓度
问题: 25%LEL的甲烷转换成体积比浓度是多少, 假定甲烷 的爆炸下限是4.4%VOL, 转换成PPM又是多少.
结论: * %VOL和%LEL数字之间的关系是两者相除得到
气体的爆炸下限
* 此例可以看出使用LEL的好处, PPM值太大, %VOL
目录
1 几个问题 2 气体浓度定义换算 3 有毒气体控制单位概念 4 气体度量性能规范
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1
几个问题
CO Mac 是 30 mg/M3 ，如何换算成 PPM？
检测TLV-TWA 5PPM， 是什么意思？ 测试5%VOL， 是什么意思？ 为什么用来测试CO的对氢气也有反应？
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2
气体浓度-基本定义
气体浓度？？？？？ 是指一定容积中含有某种气体的数量 数量的定义
– 容积 – 质量
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3
气体浓度-容积浓度
三种表示方法
– %VOL – PPM – %LEL
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4
容积浓度-%VOL定义
一定容积中所含有某种气体的容积数 量百分比。
气体容积 总容积
一立方米中有11升的甲烷，请计算 甲烷的%VOL
以PPM为单位。
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有毒气体控制单位的概念
常见有毒有害气体的TWA（8小时统计权重平均值）、STEL（15分钟短期
暴露水平）、IDLH（立即致死量）（ppm）和MAC（车间最大允许浓度）
mg/m3。
有毒气体
TWA
STEL
Iຫໍສະໝຸດ BaiduLH MAC
氨气（NH3） 一氧化碳（CO）
25
35
25
--
500
30
1500 30
氯气（CL2） 氰化氢（HCN）
0.5
1
10
4.7
30
1
50
0.3
硫化氢（H2S） 一氧化氮（NO）
10
15
25
--
300
10
100
--
二氧化硫（SO2）
2
5
100
15
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有毒气体检测
为什么不可以对无人区的CO进行LEL检 测？？？
CO的IDLH是1500PPM， 计算一下是多少 %LEL。（CO的LEL是10.9%VOL)