赛默飞工业园区环境监测解决方案

N+
O+ H2O+
C+
OH+
Ar++
N2+
O2+
14N15N+ 15N15N+
16O18O+
Ar+
CO2+
不同的质量数离子峰对应了不同的气体
质量数
信号对应的气体
34
空气
62
氯乙烯
78
苯
17
阳性离子产生的信号
16O18O+ C2H3Cl+ C6H6+
举例: 氯乙烯& 二氯乙烷
http://webbook.nist.gov/chemistry/
m/p-Xylene Styrene o-Xylene n-Nonane
Isopropylbenzene n-Propylbenzene m-Ethyltoluene
p-Ethyltoluene 1,3,5-Trimethylbenzene
o-Ethyltoluene 1,2,4-Trimethylbenzene
规模
• 年销售额近170亿美金 • 50个国家的5万名员工 • 服务150个国家的35万家客户 • 《财富》500强排在第150位
深度
• 创新产品 • 应用知识和专长 • 科学生产力合作伙伴
领先的品牌
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Thermo Fisher Scientific 在中国的历史
• 1983年：北京，全国第一套空气质量自动分析系统，20年稳定运行。至今为 全国400余个城市提供了上千个子站长期运行
• 用于快速检测大气中有毒和致癌物
• 挥发性有机物（VOCs)
• 使用膜进样增强灵敏度
• 可分析低至 ppb & ppm 的样品浓度
• 采样泵最为标准配置
• 采样距离 超过1000 米
• 能够同时监测超过120 测点
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Sentinel PRO & Sentinel PRO Ex
• 适用于非防爆区的应用 • 环境温度范围：12°C & 40°C • 湿度: 最大90%, 无冷凝出现
3
Thermo Fisher 工业客户整体解决方案
4
《环境空气质量标准》环境保护部2012年2月29日批准（GB 3095—2012 ）
• 环境空气功能区质量要求
• 本标准自2016 年1 月1 日起在全国实施 • 一类区适用一级浓度限值，二类区适用二级浓度限值。一类区为自然保护区、风景名胜区 和其他需要特殊保护的区域。二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农 村地区。
石化/化工区环境空气质量自动监测配置方案
监测类别
环境空气 质量标准
仪器名称
NO-NO2-NOx分析仪
SO2分析仪
CO分析仪
O3分析仪 PM10分析仪 PM2.5分析仪 有机硫化物分析仪 苯系物分析仪
厂家
ThermoFisher
ThermoFisher
ThermoFisher
ThermoFisher ThermoFisher ThermoFisher AMA AMA
2.5
空气动力学直径, μm
TEOM/FDMS – 膜动态测量系统
• 工作原理 • 切换电磁阀使传感器交替采集样品 气流和清洁气流，每六分钟切换一 次。 • 清洁过滤膜工作在4℃环境下，滤 膜 收集样品后可用于实验室分析
• 仪器 • TEOM/FDMS1405F、1405DF
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大气中有害VOCs监测: Sentinel PRO
工业园区环境监测解决方案
王清华 2016-04-21
The world leader in serving science
Thermo Fisher Scientific---科学服务领域的世界领导者
服务科学、世界领先
我们是服务于研究、 分析、发现和诊断的 分析仪器、设备、试 剂和耗材、软件和服 务的领先供应商。
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• 可选防爆区域认证 • Class 1 Div 2 (Groups B&C), T3 • Class 1 Div 1 (Groups B&C), T3 • ATEX Zone 1, Group IIC, T3 • IECEx Zone 1, Group IIC, T3
质谱仪的主要架构
• 质谱仪根据质荷比，分离（定性）和测量（定量）气体原子和分子。
英文名称
2,3-Dimethylpentane 3-Methylhexane
2,2,4-Trimethylpentane n-Heptane
Methylcyclohexane 2,3,4-Trimethylpentane
Toluene 2-Methylheptane 3-Methylheptane
n-Octane EthylBenzene
特殊污染物
气象系统 质控系统 数据采集处理
臭氧前体物分析系统 AMA
总碳氢分析仪
ThermoFisher
甲烷/非甲烷总烃分析仪 ThermoFisher
H2S分析仪 NH3分析仪 气象参数
ThermoFisher ThermoFisher Lufft
校准仪
ThermoFisher
零气系统
ThermoFisher
• 1985年：山东石横电厂，全国第一套在线式（In-Situ）烟气自动监测系统
• 1993年：深圳妈湾电厂，全国第一套稀释系统，至今为中国电力系统提供了 1000余套Model 200稀释型烟气自动监测系统 （CEMS），近年来更致力于 超净（低浓）排放解决方案
1983年北京，2005年退役
2005年更新子站
VOC校准系统
AMA
数据采集和处理系统 ThermoFisher
仪器型号/原理
42i/化学发光法
43i/脉冲紫外荧光 48i/气体滤波相关红 外 49i/双光池紫外光度
1405DF/振荡天平 FDMS
GC5000 BTX GC5000 BTX
GC 5000 VOC GC 5000 BTX
51i/氢离子火焰 55i/色谱 450i/紫外 17i/化学发光法 WS500-UMB 146i,49i-PS 111,1150 DIM200 DL6008
功能作用
常规污染物
常规污染物
常规污染物
常规污染物 常规污染物 常规污染物 特殊污染物分析 特殊污染物分析
特殊污染物分析
特殊污染物分析 特殊污染物分析 特殊污染物分析 特殊污染物分析 气象因子 常规设备校准和检查 零气 VOC系统校准检查 数据采集处理
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PM2.5中主要的非挥发性和半挥发性成分
应该保留
唯有一家公司能够提供所有上述 部件-TMO!
真空系统
磁扇分离器 单或三重过滤四级杆 三重四级杆 六级杆/十级杆 磁扇/静电双聚焦 四级杆质谱/磁扇质谱（质质联用） 离子摆线振荡 (ICR) 飞行时间 (TOF)…
Sentinel PRO RMS (快速多流路进样器)
注意：RMS并不是一个简单的转阀
NH4NO3
Corganic
应该去除的结合水
采样过程中或者采 样后易于蒸发的半 挥发性成分
Relative Concentration
10
8 PM 0.1
6
PM 2.5
PM 10
TSP
4
2
0 0.01
Carbon Ultrafine
Sulfate, Nitrate, Ammonium, Organic & Elemental Carbon, Heavy Metals, Clays
正辛烷 乙基苯 间/对－二甲苯 苯乙烯 邻二甲苯 正壬烷 异丙基苯 正丙苯 间-乙基甲苯 对-乙基甲苯 1，3，5-三甲基苯 邻-乙基甲苯 1，2，4-三甲基苯 正癸烷 1，2，3-三甲基苯 间-二乙基苯 对-二乙基苯 正十一烷
正十二烷
6
分子式
C7H16 C7H16 C8H18 C7H16 C7H16 C8H18 C7H8 C9H20 C9H20 C8H18 C8H9 C8H10 C8H8 C8H10 C9H20 C9H12 C9H12 C9H12 C9H12 C9H12 C9H12 C9H12 C10H22 C9H12 C10H14 C10H14 C11H24 C12H26
中文名称
乙烯 乙炔 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 1-丁烯 正丁烷 反式-2-丁烯 顺式-2-丁烯 异戊烷 1-戊烯 正戊烷 异戊二烯 反式-2-戊烯 顺式-2-戊烯 2，2-二甲基丁烷 环戊烷 2，3-二甲基丁烷 2-甲基戊烷 3-甲基戊烷 1-己烯 正己烷 甲基环戊烷 2，4-二甲基戊烷 苯 环己烷 2-甲基己烷
自动取样器 批处理进样 电磁阀阀组 快速多流路进样器 液质联用或气质联用….. 真空进样…
电子离子化(EI) 化学离子化 (CI) 电感耦合等离子体 (ICP) 激光解析…
法拉第桶 电子倍增器 (SEM) 离子井…
样品选择
减压单元 离子化
质量分离 检测
排空
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带旁路功能的毛细管 微毛细管&快速旁路 毛细管直接进样 渗漏阀 膜进样…
n-Decane 1,2,3-Trimethylbenzene
m-Diethylbenzene p-Diethylbenzene
n-Undecane n-Dodecane
中文名称
2,3-二甲基戊烷 3-甲基己烷
2,2,4-三甲基戊烷 正庚烷
甲基环己烷 2,3,4-三甲基戊烷
甲苯 2-甲基庚烷 3-甲基庚烷
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进样探头– 膜式进样
• 富集进入分析仪的 VOCs • 确保 VOCs 检测下限 <0.01
ppmLeabharlann Baidu
挥发性有机物 空气
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磁扇式质谱仪工作原理
M = β2 × r2
e
2V
质量分离器
注:
r = 轨道半径
M = 离子的质量
V = 离子能量(1kV)
= 磁场强度
e = 电荷数
离子束轨道
较重的离子 接受狭缝
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氯乙烯单体, VCM
C2H3Cl 质量数
MW 62.498 信号强度
27
100
62
76
26
34
64
24
二氯乙烷, EDC C2H4Cl2 质量数 62 64 49 98
MW 98.959 信号强度 100 33 20 8
Sentinel PRO 主要的环境监测应用
组份 氯乙烯单体 二氯乙烷
监测限 < 20 ppb < 20 ppb
分子式
C2H4 C2H2 C2H6 C3H6 C3H8 C4H10 C4H8 C4H10 C4H8 C4H8 C5H12 C5H10 C5H12 C5H8 C5H10 C5H10 C6H14 C5H12 C6H14 C6H14 C6H14 C6H12 C6H14 C5H12 C7H16 C6H6 C6H14 C7H16
± 5% or ±0.05 ppm* ± 5% or ± 0.1 ppm*
± 5% or ± 5 ppb*
超过160 安装台数，更多的应用
* 以较高的为准
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Sentinel PRO： 现场全覆盖的多点有毒有害VOCs监测
5
50多种 臭氧前驱体（C2-C6， C6-C12）
英文名称
Ethylene Acetylene
Ethane Propylene Propane Isobutane 1-Butene n-Butane Trans-2-Butene Cis-2-Butene Isopentane 1-Pentene n-Pentane Isoprene Trans-2-Pentene Cis-2-Pentene 2,2-Dimethylbutane Cyclopentane 2,3-Dimethylbutane 2-Methylpentane 3-Methylpentane 1-Hexene n-Hexane Methylcyclopentane 2,4-Dimethylpentane Benzene Cyclohexane 2-Methylhexane
较轻的离子
离子源
被选择的离子
如果带电荷的离子以固定的速度被注入磁场，洛伦磁力将 作用在离子上并迫使它按照固定的半径做圆形运动。该运 动半径 依赖于离子的质量和初始速度，并被磁场强度和 离子的电荷所控制。
法拉第检测器
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磁扇式质谱仪： 工作原理
N2 + O2
N2+ + O2+
O2+ N2+
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质谱仪如何分析气体浓度
Accumulation
Geological Material, Pollen
Coarse
0.1
1
10
Particle Aerodynamic Diameter (祄 )
0.1 100
8
(NH4 )xSO4 X= 0 to 2
Celemental Mineral/Metal
Aerodynamic Diameter, μm 1.0
24 小时稳定性 ± 5% or ±10 ppb* ± 5% or ±10 ppb*
苯 甲苯 二甲苯
< 5 ppb < 5 ppb < 5 ppb
± 5% or ± 3 ppb* ± 5% or ± 3 ppb* ± 5% or ± 3 ppb*
丙烯腈 丁二烯 苯乙烯
< 0.1 ppm < 0.2 ppm < 10 ppb