固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究-第3页-北极星VOCs在线

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3固定污染源废气VOCs在线监测技术特点和发展需求

3．1废气VOCs在线监测技术特点

环境空气质量VOCs监测分析仪器在我国应用已经比较广泛，然而在固定污染源在线监测过程中，采集测试的样品较环境空气差异很大，采样分析的环境条件相对恶劣，仪器设备将长期在高污染、高负荷的条件下运行，且污染源排放废气VOCs浓度较高，要求仪器的测量范围覆盖的更大；因此，固定污染源废气VOCs在线监测系统在长期运行稳定性和准确测试的可靠性方面均需要提出更高的要求，需要配置符合污染源监测需求的采样和分析部件．固定污染源废气VOCs在线监测技术特点详见表3．

3．2废气VOCs在线监测技术发展需求

3．2．1系统采样和预处理技术

固定污染源排放废气高温、高湿、高粉尘强腐蚀性等恶劣的环境条件是各种污染物在线监测系统所必须要面对的严峻挑战．经过工业生产过程固定污染源排放VOCs废气中一般含有各种固态、液态杂质，且多带有粘性；针对污染源废气复杂的监测介，保证采集和预处理的样品不失真，保证系统监测分析的结果真实反映污染源VOCs排放情况是固定污染源废气VOCs在线监测技术发展的难点和重点．

(1)固定污染源排放废气VOCs通常伴随着大量的气态水分，而水不仅会造成样品在采集和传输过程中损失，更会对测量造成严重干扰．常用的冷凝除水技术在去除水分的同时，也会除掉一部分VOCs，造成测量样品气体失真．因此，VOCs—CEMS一般采用以下3种采样技术．

①气态脱水技术．保证水分在气态状态下从样品中分离出去，这样在除去样气水分的同时不丢失VOCs组分，最大程度地保留待测组分的含量．该技术适用于涂装行业等排放废气湿度较大的情况．该脱水设备一般由酸性材料组成，废气中的碱性气体(NH)易对设备造成破坏，另外该设备的使用寿命和脱水能力以及耐高温情况(烟温≥150oC)均需根据污染源实际排放情况确定．

②全程高温采样进样技术．全程加热能显减少水蒸气的冷凝，防止样品吸附于管道．从采样探头经样品传输管线，到仪器内部的进样流路，以及流路切换阀、采样泵和检测器，全程采用高温(120～180℃)进行伴热，防止样品冷凝损失．该技术适用于石化等行业，避免降温处理后一些高沸点组分在管线中吸附损失，无法真实反映排放废气中VOCs的含量．该技术对伴热管线的材质、长期高温加热的稳定可靠性以及系统各部件的抗腐蚀性、系统使用寿命等方面均需严格要求．

③稀释采样技术．通过使用经严格预处理的干态零气对样品气体进行稀释(稀释比一般为50～200)，大大减少样品气体中的水分含量，削弱水分的干扰和影响．该技术适用于电子行业等排放废气VOCs浓度较高的情况，避免超过仪器的测量范围．该技术对稀释零气的质量要求较高，对稀释比的控制需要非常精确，且经稀释后样品气体VOCs含量大大降低，对分析仪器的检测灵敏度要求较高．

(2)固定污染源排放废气中含有的高浓度颗粒物，长期容易造成在线监测系统采样探头和管线堵塞和磨损，影响VOCs—CEMS的运行和测量，一般在样品采集时采用惯性分离技术和定期高频反吹技术以及滤芯加热技术可有效解决废气中颗粒物的长期累积影响和对高沸点VOCs过滤吸附造成的损失．

(3)固定污染源排放废气中SO、NO等形成的强腐蚀性气体更容易对VOCs样品采样和传输部件造成损坏，因此，VOCs—CEMS的采样和预处理部件应选择耐腐蚀材料和采取高温加热等措施，降低其对设备的影响．

(4)VOCs—CEMS采样和气体传输过程对VOCs组分的吸附、黏附容易造成测量失真．有效的解决方式有3种：一是从采样开始与样品接触的流路，选择惰性化的材料和器件，包括采样探头、传输管道、过滤器和各种接头阀门等；二是通过大流量的采样，使样品快速通过传输管路和预处理部件，减少吸附或者冷凝对样气的影响；三是系统采用全程标定校准，VOCs标准气体从采样探头处通入经系统样气测量流路进入分析仪器，标气的吸附与样气的吸附规律抑制(大部分抵消)，通过全程标定校准的技术规避系统部件吸附等损失对测量结果的影响．

3．2．2系统分析测量技术

固定污染源废气VOCs在线监测分析技术由于有环境空气VOCs监测分析的基础目前已经比较成熟可靠．结合我国固定污染源VOCs排放浓度跨度大、监测组分多且复杂多变以及各种污染治理设施协同使用的排放监测特点，目前从满足不同污染源VOCs在线监测需求的角度考虑，在线GC—FID／PID／MSD分析技术以其多组分测量、极高的检测灵敏度，FTIR分析技术以其多组分测量、快速的检测响应时间成为两种应用需求最为广泛的固定污染源废气VOCs在线监测分析技术．

(1)GC—FID／PID／MSD分析技术的发展需求

①动态吸附热解析技术．固定污染源排放废气VOCs组分复杂，浓度差异大；采用动态吸附一快速热解析技术，支持吸附剂填料富集采样和定量环采样两种分析模式，通过自动选择分析模式，在一台仪器上实现从体积分数l0～～10量级宽浓围的样品分析．

②二维色谱反吹技术．通过两根色谱柱串联／并联切换，将待测VOCs目标化合物与其它高沸点杂质实现有效分离，提高了分析系统的选择性和分析效率，避免了污染源排放废气杂质对仪器的污染，提高仪器长期运行的可靠性．

(2)FTIR分析技术的发展需求

①干涉系统分辨率自适应技术．不同的应用场合和待测对象需要不同的分辨率来达到最佳分析测量效果，通用设计干涉系统分辨率自适应算法，针对不同的VOCs测量对象，自适应确定分辨率，从而得到精确的测量结果．

②高灵敏度在线VOCs监测分析技术．通过实现高精度、高稳定性动镜扫描技术和高灵敏度低噪声红外信号探测技术获得高光谱信噪比，进一步提高在线仪器测量光谱的准确性和重复性，提高FTIR在固定污染源VOCs在线监测分析中的检测灵敏，满足低浓度VOCs监测分析的需求．

4结论

按照我国环境保护“十二五”规划和中长期环保事业发展的要求，固定污染源废气VOCs排放在线监测、日常监管和总量减排已经成为我国大气污染防治领域的重点工作．目前固定源废气VOCs排放在线监测技术和仪器大多依赖进口；因此，开发研制具有自主知识产权的国产固定源废气VOCs排放在线监测仪器装备，形成我国国产相关仪器设备的产业化能力已经成为当前我国污染源VOCs监测仪器发展的方向和趋势．同时在此基础上，环保部门应尽快研究、编制和发布我国固定源废气VOCs排放在线监测仪器的技术标准和相关技术规范，满足各级环境监测和管理部门在固定源废气VOCs排放监测和监管方面的应用需求．

原标题：固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究

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