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固定污染源 VOCs 在线监测系统技术特征及发展需求研究

北极星VOCs在线  来源:佛山市南海区环境技术中心  作者:刘锦泽  2019/10/10 14:36:41  我要投稿  

北极星VOCs在线讯:摘要:现阶段,我国大气环境问题十分突出,尤其是雾霾天气已经严重影响了人们的正常生活。文章针对大气挥发性有机物 (VOCs) 污染防治的相关要求,对我国现阶段固定污染源VOCs 在线监测系统的技术特征进行分析,依据实际情况及发展需求提出了一些建议,以期达到良好的监测效果,促进固定污染源 VOCs 在线监测技术的发展。

常规情况下,挥发性有机化合物(VOCs)沸点在 50 ~ 260℃之间,室温状态下饱和蒸气压在 133.32Pa 以上,常温下以蒸汽形式存在。该物质具有毒性和刺激性,也会引发光化学烟雾污染,对臭氧层产生破坏,引发温室效应等。借助在线自动监测技术对固定污染源废气中的 VOCs进行连续实时监测,通过在线监测数据反映企业生产管理及污染治理情况,能够一定程度上避免企业超标排放,减少环境污染。

1 固定污染源 VOCs 在线监测系统技术特征

1.1 主要监测仪器及原理

氢火焰离子化检测器(FID):该类检测器原理为氢火焰对被测气体中有机物分子产生化学电离,生成的正负离子在电场作用下,被收集极收集产生微弱电流,根据电流的大小测量被测气体的浓度。光离子化检测器(PID):该类检测器是在紫外灯光源作用下,被测气体中有机物分子被电离成正负离子,在外加电场的作用下离子偏移形成微弱电流,由于被测气体浓度与光离子化电流呈线性关系,通过检测电流值测量被测气体的浓度。气相色谱—质谱检测器(CG-MS):该类检测器是借助高速电子对气态分子、原子等进行撞击,使电离后的正离子处于加速状态,进入质量分析器,该过程中,处于离子状态的样品,需要借助不同离子在各异电场及磁场环境下的不同行为,依据质荷比,分解成各自相对应的质谱,从而对样品定性和定量检测[1] 。

1.2 系统结构特征

文章以 CEMS-2000 B VOC 型固定污染源 VOCs 在线监测系统为例分析。如图 1 为系统构成,该系统中主要包含采样 / 预处理子系统、VOCs 气态污染物监测子系统、烟气参数子系统、数据采集与处理子系统四部分内容。采样预处理子系统包含采样探头、预处理单元、伴热管线、电控单元,依托机柜中的真空泵抽取烟气,经过采样探头和高温伴热管线,进入 VOCs 分析仪中完成测量工作。本系统采样结构是从取样口中将样品抽取出来,使用高温采样探头除尘之后,借助高温伴热管进入在线气相色谱。将加热箱设置在色谱仪中,管路状态下,样品保持高温。经过色谱分离之后,样品进入高灵敏度氢火焰离子化检测器中,开展检测分析工作[2] 。

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图 1 固定污染源 VOCs 在线监测系统

1.3 系统性能参数

在系统测试过程中,采用标气和动态校准仪。该背景下,对系统检出限、重复性、线性偏差、稳定性等各类技术指标进行检测,确保实测参数满足国际同类产品指标要求。

2 固定污染源 VOCs 在线监测技术发展需求

2.1 完善 VOCs 监测统计体系

在固定污染源 VOCs 在线监测中,国外倾向于采用总有机碳或总烃浓度,并辅之以特征污染物浓度表征 VOCs。具体实施过程中,可尝试借助行业监测统计方法标准,为各类排放源分别设置VOCs监测统计方法,并出台与之相配套的行业监测统计技术规范,借助实际测量方法,对企业VOCs排放总量具备一个清晰的认识和了解。

2.2 开展清洁生产,遏制无组织排放

大部分企业 VOCs无组织排放,收集效率低,要实现有效的 VOCs在线自动监测,开展清洁生产是重要的一环,从企业生产全过程对VOCs 无组织排放加以控制,如加强生产设备管理、原辅材料替代、设备更新、工艺改革等。采用清洁燃料对传统锅炉、加热设备等进行替代,并对传统工艺进行革新,优选储油罐密闭一体技术,改进原有装卸方式,优选屏蔽泵等优质密闭设备,注重生产过程的密闭性,二次密封油品浮顶罐等,杜绝“跑冒滴漏”,使有机废气得到高效的收集和处理,并通过排气筒集中排放,为 VOCs 在线自动监测奠定基础。

2.3 明确设计标准及技术规范

为满足企业实际操作需要,需对生产设备、管道、阀门、辅助生产设施的设计施工标准进行不断更新和规范,执行在线监测系统设计工作及开展施工操作时,还要对 VOCs 在线监测技术建立标准,及时出台与之相关的技术规范,对实际操作流程、数据处理和统计工作等进行严格要求。采用专业方法,科学处理各类检测数据,注重检测规范的完整性,始终保持在线监测过程规范有序。

2.4 注重 VOCs 监测技术适用情况研究

有机废气涉及到的污染源种类特别多,如石油化工企业中的催化汽油氧化脱硫醇尾气、聚丙烯装置尾气、橡胶尾气等,成分复杂、排放浓度变化幅度大,固定污染源 VOCs 在线监测难度比较大,可尝试通过专项研究,对各类污染源 VOCs 气量、组分等各指标分别进行监测,综合整体工艺特性,将 VOCs 组分筛选工作落实到位,并加大新型监测技术开发研究,得出可行性实施方法,为准确在线监测 VOCs 提供条件。

3 结语

综上所述,固定污染源 VOCs 在线监测系统技术专业性强,在实施过程中需要考量各个方面影响因素。开展 VOCs 在线自动监测时,既要明确系统结构和测量原理,还要对技术开发过程和系统性能参数具备清晰的认知。执行具体工作时,要完善 VOCs 监测统计体系,注重清洁生产管理,遏制无组织排放,明确设计标准和技术规范,加大 VOCs 监测技术适用情况研究,才能达到良好的测量效果。


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