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在線監(jiān)測VOCs,一套新的固定污染源監(jiān)測系統(tǒng)已“出爐”

[內容提要]:針對固定污染源排放揮發(fā)性有機物的特點,研制了一套基于色譜技術的固定污染源揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)采用全程高溫預處理技術和高溫色譜技術。本文詳細描述了該系統(tǒng)主要組成結構、技術特點、性能參數(shù)和現(xiàn)場應用測試。測試結果表明,所研制的固定污染源揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)具有測量精度高、線性范圍寬、現(xiàn)場適性強等特點,滿足固定污染源排放煙氣中揮發(fā)性有機物的在線監(jiān)測要求。

在線監(jiān)測VOCs,一套新的固定污染源監(jiān)測系統(tǒng)已“出爐”  
按照世界衛(wèi)生組織(WHO)的定義,揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指沸點范圍在50~260℃之間,室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa,在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。按其化學結構可進一步分為8類:烷烴類、芳烴類、烯烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物。

VOCs對人體健康和自然環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在以下三方面:(1) VOCs 一般具有較強的刺激性和毒性,部分具有致畸、致突變致癌作用。(2)VOCs的成分極為復雜,有些化學活性很強,在光照作用下,和NOX發(fā)生光化學反應,易引起光化學煙霧污染。(3)鹵代烴類VOCs能分解臭氧,破壞臭氧層,引起溫室效應等全球性環(huán)境問題[2]。據(jù)統(tǒng)計,城市中的VOCs 主要來源于固定污染源廢氣排放,約占整個人為排放源的55. 5%。產(chǎn)生VOCs 的固定污染源主要包括石油化工、電子、噴涂、皮革、印刷等工業(yè)源。

目前國內固定污染源監(jiān)測對象主要為非甲烷總烴和揮發(fā)性有機物特征組分,歐盟和美國的監(jiān)測對象則以總有機碳(TOC)為主,但監(jiān)測分析方法均以離子火焰分析為主。

針對固定污染源VOCs排放監(jiān)測現(xiàn)場手工采樣,實驗室離線分析方法花費的時間長、數(shù)據(jù)不及時,且外界的干擾因素(人員、環(huán)境、運輸)影響較大。在歐美等發(fā)達國家,已經(jīng)逐步應用在線儀器對固定污染源廢氣進行實時監(jiān)測。目前國內的固定污染源揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測設備大部分依賴進口,但進口設備價格昂貴、維護成本高,嚴重阻礙了固定污染源VOCs在線監(jiān)測技術在國內的普及,因此研制具有完全自主知識產(chǎn)權的揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)已刻不容緩。

聚光科技研制出了CEMS-2000 B VOC型固定污染源VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由采樣預處理子系統(tǒng)、VOCs氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成。

采樣預處理子系統(tǒng):主要由采樣探頭、伴熱管線、預處理單元、電控單元組成。煙氣由機柜內的真空泵抽取,經(jīng)由采樣探頭、高溫伴熱管線后通入VOCs分析儀進行測量,樣氣全程保持高溫。

VOCs 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng):主要有非甲烷總烴在線分析儀、苯系物在線分析儀等。根據(jù)生產(chǎn)工藝及具體特征污染物的排放管控要求,可定制特征因子污染物分析儀器。

煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng):煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煙氣溫度、壓力、流量、濕度等,用于污染物排放總量的核算和相關濃度的折算,將監(jiān)測結果轉換為標準狀況下的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng):采集煙氣參數(shù)數(shù)據(jù)、匯總所有的氣體濃度信息和工作狀態(tài)信息,同時生成報表、存儲數(shù)據(jù)、記錄歷史數(shù)據(jù)、與環(huán)保部門和客戶的DCS聯(lián)網(wǎng)通信等功能。
 
系統(tǒng)采樣結構組成如圖2所示,系統(tǒng)從取樣口抽取樣品,經(jīng)高溫采樣探頭除塵后,通過高溫伴熱管進入在線氣相色譜(GC)進行分析。色譜儀內置加熱箱,樣品經(jīng)過的管路全部保持高溫。樣品經(jīng)色譜分離后進入高靈敏度的氫火焰離子化檢測器(FID)進行檢測分析。

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