一种氟化工行业的环境在线监测系统和在线监测方法技术方案

本发明专利技术提出一种氟化工行业的环境在线监测系统，包括样品采集单元、多通路综合分析单元和数据采集控制中心，样品采集单元通过管路连接多通路综合分析单元，多通路综合分析单元连接所述数据采集控制中心；在线采集系统包括采集口、束管、多通道切换阀，束管组成的管路上设置多通道切换阀，所述多通路综合分析单元包括可调式分配器电子流量控制器、抽气泵和气相色谱质谱检测设备。本发明专利技术的监测系统及监测方法克服了现有技术中，劳动量大、危险性高、动物监测不准确等缺点，可应用于氟化工生产现场、氟化工原料产品储存区域等的在线监测，避免了人员与有毒物质的直接接触，能直观反映泄漏物质的种类与含量，具有非常好的重现性和准确性。

Environment on-line monitoring system and on-line monitoring method for fluorine chemical industry

The invention provides an online monitoring system of environmental fluorine chemical industry, including sample collection unit and multipathways comprehensive analysis unit and data acquisition control center, sample collection unit is connected with the comprehensive analysis of multi channel unit through the pipeline, comprehensive analysis of multi channel data acquisition unit is connected to the control center system; online collection including collection port, beam tube multi channel switching valve, set up multi-channel switching valve line beam tubes, the comprehensive analysis of multi channel unit includes adjustable flow controller, electronic distributor pump and gas chromatography mass spectrometry detection equipment. Monitoring system and monitoring method of the invention overcomes the defects of the existing technology, large amount of labor, high risk, animal monitoring inaccurate, online monitoring can be applied to the fluorine chemical production site, fluorine chemical raw material products such as storage area, avoid direct contact with the staff of toxic substances, can reflect the types and the content of leakage material, has good reproducibility and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种氟化工行业的环境在线监测系统和在线监测方法
本专利技术属于环境监测领域，具体涉及一种对有机氟、氯、硫气体进行监测的系统及其应用。
技术介绍
我国氟化工始于上世纪50年代后期，经过50多年的发展取得了很大进步。氟化工涉及领域广泛，工艺流程长，其起点是将萤石提炼成氟化氢，然后以氟化氢为原料分成四个方向：ODS(消耗臭氧层物质)替代品(也就是制冷剂)、含氟聚合物(聚偏氟乙烯、氟橡胶、聚四氟乙烯等)、含氟精细化学品及氟化盐。氟化工工业总体特性为：工艺复杂，难度系数大，腐蚀性大，反应过程危险性高，中间体多为有毒有害物质，有些甚至是剧毒物质，人体长期接触氟化物易致患氟骨病等职业病。因此在氟化工领域对于化工过程和化工现场监测是一门及其重要的学科，要求能及时准确发现装置的微量泄漏，准确监控生产现场空气中氟化物的含量，及时处置生产异常情况，将环境污染和人体危害降至最低。目前我国氟化工行业的在线监测装置和技术比较落后，没有针对性的气体氟化物泄漏在线监测装置和技术的报告，目前通常采用监测装置和技术有：1、人工现场采样，然后用气相色谱法分析，该方法的弊端是：劳动强度大，必须到现场采样，且人要直接接触现场，不利于对人的保护，自动化程度低。2、在现场饲养小白鼠，该方法的弊端是：需要专人负责饲养小白鼠，受小白鼠的个体差异、现场风向，环境温湿度等外因影响较大，不直观，不能准确判断泄漏物种类与数量，甚至因误判导致不必要的恐慌。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种氟化工行业的环境在线监测系统。本专利技术的另一目的是提出应用所述在线监测系统进行在线监测的方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案来实现：一种氟化工行业的环境在线监测系统，包括样品采集单元、多通路综合分析单元和数据采集控制中心，所述样品采集单元连接所述多通路综合分析单元，所述数据采集控制中心通讯连接所述样品采集单元和所述多通路综合分析单元。所述样品采集单元包括采集口、束管、多通道切换阀，采集口与束管连接，束管组成的管路上设置多通道切换阀；所述多通路综合分析单元包括可调式分配器、电子流量控制器、抽气泵和气相色谱质谱检测设备。系统中的数据采集控制中心对所述样品采集单元和所述多通路综合分析单元进行控制、数据采集和数据分析。其中，所述采集口具有喇叭形进口，进口上铺设一层聚四氟乙烯双向拉伸透气膜，所述聚四氟乙烯双向拉伸透气膜经过拒油处理，聚四氟乙烯双向拉伸透气膜用不锈钢丝网骨架支撑在喇叭形进口上，所述不锈钢丝网骨架位于聚四氟乙烯双向拉伸透气膜内侧；并用环形固定压盖将聚四氟乙烯双向拉伸透气膜和不锈钢丝网骨架固定在外罩上；所述采集口的外罩为聚四氟乙烯材质。进一步地，所述聚四氟乙烯双向拉伸透气膜厚度为20～200μm，孔隙率60～90％，平均孔径为0.4～1.0μm。所述不锈钢丝网骨架的网格尺寸为50～300目。其中，所述束管的材质为聚烯烃、含氟塑料、去活紫铜管中的一种或多种。所述束管的材质优选含氟塑料材质，不仅可以降低气体碳氢化合物、氟碳化物、含硫化合物等化学物质在束管上的吸附，提高系统的监测灵敏度和监测准确性，并且含氟塑料具有优异的耐候、耐介质、耐高低温等性能，可以保证束管在复杂化工环境下的使用寿命。其中，所述多通道切换阀为2～12通道的多通道切换阀。根据监测需要，检测系统有一台或多台气相色谱质谱联用仪并联组成。其中，所述气相色谱质谱检测设备为1～10台气相色谱质谱联用仪，超过一台的检测设备互相并联；所述气相色谱质谱联用仪的色谱柱为GS-GasPro或CP-SilicaPLOT毛细管色谱柱。其中，所述气相色谱质谱联用仪的定量环体积为1～4ml，优选2ml；毛细管色谱柱的规格为：其长度为15m、32m或60m，内径为0.25mm、0.32mm或0.53mm，优选32m×0.32mm。其中，质谱检测设备为四级杆质谱仪，飞行时间质谱仪，串联四级杆质谱仪中的一种或多种。本专利技术提出的环境在线监测系统的应用，适用于监测氟化工行业的环境中的有机气体，所述有机气体的通式为CaFbHcCldOeSf，其中a为0到10，b为0到22，c为0到22，d＝为0到8，e为0到6，f为0到6。应用所述的环境在线监测系统进行在线监测的方法，用样品采集单元采集环境中的气体，多通路综合分析单元进行气相色谱和质谱检测，其中气相色谱的升温条件为：质谱的检测条件可以为：离子扫描SIM方式，四级杆质谱检测器，电子轰击EI，70eV。本专利技术的有益效果为：1)、在线监测有机气体泄漏，让人员完全不接触有毒有害物质；2)、可准确直观反映环境中所含物质的种类和含量；3)、重现性好，准确性高，灵敏度高。以S/N＝3计算，本专利技术装置和技术对环境中有机气体的定量限低于1ppb(v/v)，可满足氟化工领域对生产装置和生产现场的监测需要。本专利技术的检测方法克服了现有技术中，劳动量大、危险性高、动物监测不准确等缺点，可应用于氟化工生产现场、氟化工原料产品储存区域及氟化工实验室等的在线监测，有效避免了人员与有毒物质的直接接触，能直观反映泄漏物质的种类与含量，并且具有非常好的重现性和准确性。附图说明图1：双气相色谱质谱联用仪监测装置示意图；其中J1-J12为采集口，1为电磁三通气体流量比例阀，2为电子流量计，3为静音型无油隔膜抽气泵，4为电子流量控制器，5为可调式分配器，6为定量环，7为毛细管色谱柱，8为质谱检测器。图2：A型(上图)和B型(下图)采集口，图中9为聚四氟乙烯材质外罩，10为50-300目316L不锈钢材质丝网骨架，11为聚四氟乙烯双向拉伸透气膜，12为环形固定压盖。图3：根据实施例4得到的采用本专利技术装置和技术监测的标准气体的总离子流图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1：氟化工行业的环境在线监测系统本实施例的氟化工行业的环境在线监测系统包括样品采集单元、多通路综合分析单元和数据采集控制中心，样品采集单元通过管路连接所述多通路综合分析单元，所述多通路综合分析单元连接所述数据采集控制中心；所述在线采集系统包括采集口、束管、多通道切换阀，采集口与束管连接，束管组成的管路上设置多通道切换阀；所述多通路综合分析单元包括可调式分配器5电子流量计2、静音型无油隔膜抽气泵3和气相色谱质谱联用仪，参见图1，为典型并联型2×6位监测点，双气相色谱质谱联用仪并联，其中J1-J12为采集口，采集口通过六通道切换阀V1、V2进行切换，V1，V2连接束管，进入四通道切换阀V3，经电磁三通气体流量比例阀1和电子流量计2分配进入并联的两个六通道切换阀V4和V5，通过电子流量控制器4、可调式分配器5的控制，经定量环6进入毛细管色谱柱7(型号为GS-GasPro)和质谱检测器8(MSD)进行检测。参见图2，采集口具有喇叭形进口，进口上铺设一层经过拒油处理的聚四氟乙烯双向拉伸透气膜11，聚四氟乙烯双向拉伸透气膜11用不锈钢丝网骨架10支撑在喇叭形进口上，不锈钢丝网骨架10位于聚四氟乙烯双向拉伸透气膜内侧(外侧是指采集口外部环境)；并用环形固定压盖12将聚四氟乙烯双向拉伸透气膜11和不锈钢丝网骨架10固定在外罩上；所述采集口的外罩为聚四氟乙烯材质。A型的采集口的聚四氟乙烯材质外罩9为聚四氟乙烯材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟化工行业的环境在线监测系统，其特征在于，包括样品采集单元、多通路综合分析单元和数据采集控制中心，所述样品采集单元连接所述多通路综合分析单元，所述数据采集控制中心通讯连接所述样品采集单元和所述多通路综合分析单元；所述样品采集单元包括采集口、束管、多通道切换阀，采集口与束管连接，束管组成的管路上设置多通道切换阀；所述多通路综合分析单元包括可调式分配器、电子流量控制器、抽气泵和气相色谱质谱检测设备。

【技术特征摘要】
1.一种氟化工行业的环境在线监测系统，其特征在于，包括样品采集单元、多通路综合分析单元和数据采集控制中心，所述样品采集单元连接所述多通路综合分析单元，所述数据采集控制中心通讯连接所述样品采集单元和所述多通路综合分析单元；所述样品采集单元包括采集口、束管、多通道切换阀，采集口与束管连接，束管组成的管路上设置多通道切换阀；所述多通路综合分析单元包括可调式分配器、电子流量控制器、抽气泵和气相色谱质谱检测设备。2.根据权利要求1所述的环境在线监测系统，其特征在于，所述采集口具有喇叭形进口，进口上铺设一层聚四氟乙烯双向拉伸透气膜，所述聚四氟乙烯双向拉伸透气膜经过拒油处理，聚四氟乙烯双向拉伸透气膜用不锈钢丝网骨架支撑在喇叭形进口上，所述不锈钢丝网骨架位于聚四氟乙烯双向拉伸透气膜内侧；并用环形固定压盖将聚四氟乙烯双向拉伸透气膜和不锈钢丝网骨架固定在外罩上；所述采集口的外罩为聚四氟乙烯材质。3.根据权利要求2所述的环境在线监测系统，其特征在于，所述聚四氟乙烯双向拉伸透气膜厚度为20～200μm，孔隙率60～90％，平均孔径为0.4～1.0μm。4.根据权利要求1所述的环境在线监测系统，其特征在于，所述束管的材质为聚烯烃、含氟塑料及去活紫铜管中的一种或多种。5.根据权利要求1～4任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡醇洋，张建新，李慧，
申请(专利权)人：中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51