固定污染源废气VOCs在线监测技术探究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 固定污染源VOCs在线监测分析技术
VOCs废气排放主要呈现浓度跨度大、成分复杂多变等特 点，因此，针对不同固定污染源VOCs在线监测的不同要求， 使得灵敏度高、多成分监测的GC-FID/PID分析技术以及快速响 应、多成分监测的FTIR分析技术成为VOCs较为常用的在线监
测分析技术。 2.1 FID分析技术 被监测VOCs气体流经H2与空气燃烧的高温火焰时发生化
1.1 气态脱水采样 气态脱水技术能够将气态水分从所采集VOCs气体的待测 样品中进行有效分离，并能在分离去除水分的同时将待测样 品的成分予以最大程度的保留。通常，该脱水设备的材料由 于呈现酸性，因此VOCs废气的待测样品中所含有的碱性气体 （NH3）成分会对设备造成一定的损坏，且该设备的脱水、抗 高温以及使用寿命等情况，也会由于排放废气污染源的情况而 有所不同。 1.2 全程高温伴热 为防止VOCs废气中气态水分在运输的过程中出现冷凝，通 常会采取加热、伴热的方式来减少因冷凝而导致的待测样品损失 失真。而通过采取120～180℃伴热的形式，使样品自采样探头经 输送管，再传输至监测仪器的进样流路、切换阀、采样泵以及监 测器等整个过程中不发生冷凝。在石化行业所排放的VOCs废气 中，采用该技术能够有效防止废气中的高沸点成分在降温后因吸 附于管道出现损失，而影响样品监测结果的真实性、准确性。同 时，全程高温伴热进行采样时对于伴热管线的材质、加热稳定性 以及各结构部件的腐蚀性等均有着十分严格的要求。 1.3 稀释采样 对于废气排放中VOCs浓度较高的企业，可先使用干态零 气对所采集的待测样品进行稀释，其一方面能够减少样品中水 分含量从而降低水分对监测精度的影响，另一方面经过稀释后 的VOCs气体浓度会相应的减少，从而有效避免了待测样品中 VOCs浓度过高而超出监测仪器的测量量程。该技术对于稀释所 用零气的质量要求较高，且对于稀释比精度的把控要求也极为 严格，通常须采用计算机控制在50∶1～200∶1，因而往往对分 析仪器灵敏度也有十分高的要求。 需要注意的是，固定污染源VOCs气体中除气态水分外，还 有较高浓度的颗粒污染物，长期运作后往往会导致采样系统的探 头、管线等出现一定的磨损或堵塞而影响在线监测仪器的正常运 作与测量质量。因此，通常须采用惯性分离、高频反吹以及滤芯 加热等技术定期对颗粒污染物予以处理，以减少颗粒污染物附着 而影响监测结果的精确性。同时，为防止采集与输送VOCs气体 时吸附或黏附接触材料，采样系统的探头、管线、过滤部件以及 各类接头、阀门构件等均应使用惰性材料，如此不仅能够确保采 样气体的稳定性，而且能够使采集的VOCs废气快速通过，从而 大大减少了废气因停留时间过久而出现吸样技术
在VOCs废气的排放过程中通常含有大量气态水，而水分的 存在不仅会导致采样及运输时样品出现损失，而且还会对最终的 监测结果造成影响。然而，普通的冷凝脱水在脱水的同时也会相 应滤除部分VOCs组分，从而导致待测样品失真。因此，对于固 定污染源VOCs在线监测，通常采取如下三种方式进行采样：
学电离，并通过处理与待测样品VOCs形成正比电信号，从而对 排放的VOCs进行判断。该技术对于各类组分的VOCs气体都能 响应，尤其对碳氢或碳挥发性有机物具有极高的灵敏度，因而 多用于此类VOCs废气的监测中。但FID体积及重量通常较大且 须H2作为辅助而危险性高，因此，现场监测应用不多，且VOCs 废气中的气态水、O2以及N、O以及卤素原子等的存在往往会使 监测结果出现误差。
3 结束语
为真正响应我国“绿色发展”号召，加大重点行业VOCs 的专项整治成为当前环保及相应部门的工作核心。对此，相应 环境监测人员务须全面加强VOCs在线监测的质量把控，多措并 举切实提升VOCs废气处治成效，进而为还百姓于“蓝天白云” 竭尽己力。
TECHNOLOGY AND INFORMATION
信息化技术应用
固定污染源废气VOCs在线监测技术探究
赵菲 辽宁省生态环境监测中心 辽宁 沈阳 110161
摘 要 据相关调研发现，VOCs（挥发性有机物）主要源自于固定污染源的超标排放，其最为显著的特点便是对环 境污染严重、污染种类多且浓度高、对人体危害极大，一旦控制不当排放超标便会致使大气污染严重。对此，本文结 合笔者既往固定污染源VOCs监测实践经验，对固定污染源废气VOCs在线监测技术进行了细致探讨，以飨同仁。 关键词 固定污染源；VOCs；在线监测
2.2 PID分析技术 VOCs废气经检测仪紫外灯后被离子化，所形成的正负离子 通过气体电荷测量而转化为电流信号，然后根据待测气体浓度 与电流信号的线性关系计算得出待测气体浓度。该监测仪器响应 快、灵敏度高且无须H2、空气做辅助，同时携带较为方便，因而 在现场应急监测、室内监测以及危险气体预警等方面十分适用。 但受紫外灯能量的限制，使得部分种类的VOCs气体的响应不高。 例如，针对短链烷烃类VOCs气体响应慢，甚至检测不到。 2.3 GC-FID/PID分析技术 根据VOCs组分的不同，采用色谱柱分离方法并选择不同 检测器系统，以实现对多个组分的监测与分析。待测VOCs气 体经过FID/PID后所产生的电信号输出到记录仪器，并得到峰面 积与有机化合物质量呈正比的色谱图，然后通过色谱图对待测 VOCs废气开展定性与定量分析。该技术采用超过120℃的高温 全程伴热进行样品的采集与传输，并采用抗腐蚀性能强和惰性 材料，从而大大减少了样品传输过程中的吸附现象，其对于挥 发性有机物废气检测的可选择性强、灵敏度高，且操作起来较 为便捷，测量结果较为稳定、可靠，并能实现对多个组分的同 时测量，因而得到了广泛的应用。 2.4 FTIR分析技术 通过VOCs废气中大气痕量气体组分中的红外辐射“指 纹”特征吸收光谱测量与分析，从而实现对待测样品中多种挥 发性有机物组分的定性与定量检测分析。该技术由于光谱范围 广，可检测VOCs种类多且可同时分析多个组分，且监测周期 短、响应快、操作简便、灵敏度高，但相比气象色谱技术的维 护作业量大且维护成本较高[2]。
VOCs废气排放主要呈现浓度跨度大、成分复杂多变等特 点，因此，针对不同固定污染源VOCs在线监测的不同要求， 使得灵敏度高、多成分监测的GC-FID/PID分析技术以及快速响 应、多成分监测的FTIR分析技术成为VOCs较为常用的在线监
测分析技术。 2.1 FID分析技术 被监测VOCs气体流经H2与空气燃烧的高温火焰时发生化
1.1 气态脱水采样 气态脱水技术能够将气态水分从所采集VOCs气体的待测 样品中进行有效分离，并能在分离去除水分的同时将待测样 品的成分予以最大程度的保留。通常，该脱水设备的材料由 于呈现酸性，因此VOCs废气的待测样品中所含有的碱性气体 （NH3）成分会对设备造成一定的损坏，且该设备的脱水、抗 高温以及使用寿命等情况，也会由于排放废气污染源的情况而 有所不同。 1.2 全程高温伴热 为防止VOCs废气中气态水分在运输的过程中出现冷凝，通 常会采取加热、伴热的方式来减少因冷凝而导致的待测样品损失 失真。而通过采取120～180℃伴热的形式，使样品自采样探头经 输送管，再传输至监测仪器的进样流路、切换阀、采样泵以及监 测器等整个过程中不发生冷凝。在石化行业所排放的VOCs废气 中，采用该技术能够有效防止废气中的高沸点成分在降温后因吸 附于管道出现损失，而影响样品监测结果的真实性、准确性。同 时，全程高温伴热进行采样时对于伴热管线的材质、加热稳定性 以及各结构部件的腐蚀性等均有着十分严格的要求。 1.3 稀释采样 对于废气排放中VOCs浓度较高的企业，可先使用干态零 气对所采集的待测样品进行稀释，其一方面能够减少样品中水 分含量从而降低水分对监测精度的影响，另一方面经过稀释后 的VOCs气体浓度会相应的减少，从而有效避免了待测样品中 VOCs浓度过高而超出监测仪器的测量量程。该技术对于稀释所 用零气的质量要求较高，且对于稀释比精度的把控要求也极为 严格，通常须采用计算机控制在50∶1～200∶1，因而往往对分 析仪器灵敏度也有十分高的要求。 需要注意的是，固定污染源VOCs气体中除气态水分外，还 有较高浓度的颗粒污染物，长期运作后往往会导致采样系统的探 头、管线等出现一定的磨损或堵塞而影响在线监测仪器的正常运 作与测量质量。因此，通常须采用惯性分离、高频反吹以及滤芯 加热等技术定期对颗粒污染物予以处理，以减少颗粒污染物附着 而影响监测结果的精确性。同时，为防止采集与输送VOCs气体 时吸附或黏附接触材料，采样系统的探头、管线、过滤部件以及 各类接头、阀门构件等均应使用惰性材料，如此不仅能够确保采 样气体的稳定性，而且能够使采集的VOCs废气快速通过，从而 大大减少了废气因停留时间过久而出现吸样技术
在VOCs废气的排放过程中通常含有大量气态水，而水分的 存在不仅会导致采样及运输时样品出现损失，而且还会对最终的 监测结果造成影响。然而，普通的冷凝脱水在脱水的同时也会相 应滤除部分VOCs组分，从而导致待测样品失真。因此，对于固 定污染源VOCs在线监测，通常采取如下三种方式进行采样：
学电离，并通过处理与待测样品VOCs形成正比电信号，从而对 排放的VOCs进行判断。该技术对于各类组分的VOCs气体都能 响应，尤其对碳氢或碳挥发性有机物具有极高的灵敏度，因而 多用于此类VOCs废气的监测中。但FID体积及重量通常较大且 须H2作为辅助而危险性高，因此，现场监测应用不多，且VOCs 废气中的气态水、O2以及N、O以及卤素原子等的存在往往会使 监测结果出现误差。
3 结束语
为真正响应我国“绿色发展”号召，加大重点行业VOCs 的专项整治成为当前环保及相应部门的工作核心。对此，相应 环境监测人员务须全面加强VOCs在线监测的质量把控，多措并 举切实提升VOCs废气处治成效，进而为还百姓于“蓝天白云” 竭尽己力。
TECHNOLOGY AND INFORMATION
信息化技术应用
固定污染源废气VOCs在线监测技术探究
赵菲 辽宁省生态环境监测中心 辽宁 沈阳 110161
摘 要 据相关调研发现，VOCs（挥发性有机物）主要源自于固定污染源的超标排放，其最为显著的特点便是对环 境污染严重、污染种类多且浓度高、对人体危害极大，一旦控制不当排放超标便会致使大气污染严重。对此，本文结 合笔者既往固定污染源VOCs监测实践经验，对固定污染源废气VOCs在线监测技术进行了细致探讨，以飨同仁。 关键词 固定污染源；VOCs；在线监测
2.2 PID分析技术 VOCs废气经检测仪紫外灯后被离子化，所形成的正负离子 通过气体电荷测量而转化为电流信号，然后根据待测气体浓度 与电流信号的线性关系计算得出待测气体浓度。该监测仪器响应 快、灵敏度高且无须H2、空气做辅助，同时携带较为方便，因而 在现场应急监测、室内监测以及危险气体预警等方面十分适用。 但受紫外灯能量的限制，使得部分种类的VOCs气体的响应不高。 例如，针对短链烷烃类VOCs气体响应慢，甚至检测不到。 2.3 GC-FID/PID分析技术 根据VOCs组分的不同，采用色谱柱分离方法并选择不同 检测器系统，以实现对多个组分的监测与分析。待测VOCs气 体经过FID/PID后所产生的电信号输出到记录仪器，并得到峰面 积与有机化合物质量呈正比的色谱图，然后通过色谱图对待测 VOCs废气开展定性与定量分析。该技术采用超过120℃的高温 全程伴热进行样品的采集与传输，并采用抗腐蚀性能强和惰性 材料，从而大大减少了样品传输过程中的吸附现象，其对于挥 发性有机物废气检测的可选择性强、灵敏度高，且操作起来较 为便捷，测量结果较为稳定、可靠，并能实现对多个组分的同 时测量，因而得到了广泛的应用。 2.4 FTIR分析技术 通过VOCs废气中大气痕量气体组分中的红外辐射“指 纹”特征吸收光谱测量与分析，从而实现对待测样品中多种挥 发性有机物组分的定性与定量检测分析。该技术由于光谱范围 广，可检测VOCs种类多且可同时分析多个组分，且监测周期 短、响应快、操作简便、灵敏度高，但相比气象色谱技术的维 护作业量大且维护成本较高[2]。