EN45545-2認證毒性氣體分析設備

作者Editor
日期2021-05-05

您可以從本篇部落格得到:

1. EN45545-2規範中需要測試的氣體以及常見來源?

2. 使用FTIR氣體分析設備分析EN45545-2表列氣體有哪些優點?

3. FTIR氣體分析設備在防火安全科學常見的應用有哪些?

一次的燃燒過程當中,依據燃燒的物質,會伴隨著超過一種以上的氣體,其中有些氣體是歐盟EN45545-2規範表列偵測的氣體,On-line FTIR氣體分析可以每秒取得多種氣體的濃度,是非常適合防火安全與煙霧毒性測試的有利工具。

關鍵字|EN45545-2,FTIR氣體分析,防火安全科學,Fire Safety Science,毒性氣體

EN45545-2規範中有表列哪些待測氣體?

歐洲各國有許多玲瑯滿目的防火測試,歐盟為了統一歐洲國家不同的測試標準,制定了標準方法EN45545來涵蓋不同的防火測試標準,並且在2020年進行第一次修改,其中因為燃燒過程中會需要檢測的氣體及相關的來源如下表:

體項目 CO、CO2 HF HCl HBr HCN NO+NO2/NOx SO2

Formaldehyde

Acetaldehyde

Acrolein

Acids/alcohls

CH4與其他碳氫化合物
常見來源 燃燒副產物

鋰電池

氟化聚合物

半導體

PVC 耐燃防火材料

PU

紡織

高溫反應 天然產物

尿素甲醛隔牆/輕隔間

再生燃料

燃燒不完全的副產物

過去依照不同的測試方法,會使用到不同的分析方法,如下表整理:

 

 CO、CO2  HF  HCl  HBr  HCN  NO+NO2/NOx  SO2

 Formaldehyde

 Acetaldehyde

 Acrolein

 Acids/alcohls

 CH4與其他碳氫化合物
NDIR                  
HPLC/GC                  
Photometry/(分光光度計)                  
CIA(化學冷光法)                  

這些方法主要問題是只能針對特定的毒性氣體進行分析,而如果像是HPLC/GC等層析方法雖然可以一次分析多種,但是必須要花費時間分離,無法進行即時偵測,在火災發生時,會快速的產生含有混合氣體的煙霧,需要有一個可以快速分析多種氣體的分析方式。

使用On-line FTIR分析氣體樣品有什麼優點?

本文要介紹的FTIR氣體分析方法,剛好可以符合防火安全科學(Fire Safety Science)的需求,thermo scientifc生產製造的FTIR氣體分析設備IGS與iG50,經過EN45545-2認證可以分析所有在EN45545-2防火測試中規範的氣體,同時內建定量方法。IGS;Industry Gas Systemr具有下列特點以及對於研究人員的價值:

特色 價值
同時分析超過30種以上的氣體 不需要建構多台設備,為每一種分析方法進行樣品前處理,簡化研究流程,增加更多研究時間。
不須樣品前處理+最快每秒取得數據 減少樣品前處理的時間與藥劑成本與後續處理,取得較佳的時間解析度
穩定的檢量線定量方法 減少不同分析設備的檢量線重建成本與維護成本
簡單且有重複性的分析結果 減少操作人員的誤差與負擔
數據具備再分析性 研究過程中遇到未知的成分可以在實驗結束之後重新透過標準品比對定量未知物

目前FTIR氣體分析主要應用於FSS的項目有哪些?

應用領域  
耐燃材料開發

為了增加火災安全性,許多建材或是家具會使用防火材料,傳統上會使用氯化(Chlorinated)或是溴化(Brominated)的複合材料,但是這些材料在火災現場會釋出HCl與HBr等毒性氣體,具備神經毒性與長期引發癌症,相關廢棄物也會一直存留在環境中無法被代謝。

藉由FTIR氣體分析設備對防火材料在燃燒過程中釋放的氣體研究,有助於從燃燒機制進行配方改善或增加替代材料比例,減少氯與溴的使用。

鋰電池/半導體廠

鋰電池經過多次充放電之後,原始結構會開始發生改變導致效率下降,導致充放電過程或出現過熱或過電壓的狀況,此時電解質中的LiPF6會開始釋放HF或其他毒性氣體,其他像是半導體廠中,WF6或SiF4等反應氣體在製程中也會產生HF。

藉由FTIR氣體分析設備對鋰電池或是半導體製程釋放的氣體分析,可以監控鋰電池或半導體製程中的HF來設計更安全的鋰電池或者保障半導體廠的工安。

露天焚燒 森林野火或是露天焚燒垃圾等會產生許多影響空氣品質的物質,例如煙灰、CO、NO2、SO2、NH3、CH4、甲醛等,這些毒性氣體在大氣中會繼續轉換成溫室氣體或形成酸雨,藉由FTIR氣體分析已經建立好的FSS定量方法,可以協助防火科學或環境工程在相關的研究議題收集可信度的數據。