一种厂界VOC在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种厂界VOC在线监测系统，属于环境监测设备领域。它包括大气采样总管，其用于采集大气厂界中的样气；色谱分析仪，其与大气采样总管连通，用于分析监测样气中的VOC成分；富集装置，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置上设有采集进口与富集气体出口，所述采集进口与大气采样总管连通，所述富集气体出口与色谱分析仪连通；气源单元，其包括氢气发生器、氮气发生器和零气发生器，分别向色谱分析仪传输氢气、氮气和零气，向富集装置传输氮气。本实用新型专利技术通过对气路的改进，能准确有效的监测分析厂界环境中低浓度的VOC成分，且本系统设备成本低，具有结构简单、设计合理、易于制造的优点。

An on-line VOC monitoring system in plant boundary

【技术实现步骤摘要】
一种厂界VOC在线监测系统
本技术属于环境监测设备领域，更具体地说，涉及一种厂界VOC在线监测系统。
技术介绍
挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下能挥发的有机固体或液体。VOCs是石油化工、制药、印刷、制鞋和喷漆等行业排放的最常见的污染物。这些物质主要有硫化氢、硫醇类、氨、胺类、硝基化合物、烃类、脂肪酸类、醇类、酚类、酯类以及有机卤系衍生物等。这些有机物大多具有毒性，部分已被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等。多数VOCs易燃易爆，对生产企业的安全造成威胁；部分VOCs对臭氧层具有破坏作用，如氯氟烃(CFCls)和含氢氯氟烃(HCFCls)。VOCs是产生臭氧污染和光化学污染的主要污染源，环保部已将其列为细颗粒物之外最大的空气污染元凶，它也是导致灰霾天气的重要前体物之一。挥发性有机物可直接对人体产生危害，还可间接参与光化学反应生成二次污染物，是形成PM.的主要来源之一。故我国已将VOCs与颗粒物、二氧化硫、氮氧化物列为同等重要的大气污染物，国家和地方都在完善相关的排放标准和估算方法等体系，力求全面减少其排放总量，改善大气环境。因此专门针对污染源烟道和园区空气中挥发性有机物的浓度监测也成为重中之重的问题。厂界大气环境中，VOC浓度低，现多采用质谱类方法进行其浓度数据的检测分析，质谱法监测系统设备成本高，不适合一般企业中普及使用，色谱类监测系统设备成本低，但多用于污染源等高浓度VOC情况下使用。经检索，中国专利公开号：CN105136992A；公开日：2015年12月9日；公开了一种VOCs浓度在线监测装置及其VOCs浓度在线监测方法；该申请案包括括气体取样单元、气体分析单元、VOCs实时检测单元和控制与数据处理单元，VOCs浓度在线监测方法，其具体的监测步骤是：气体取样；气体组分分离与浓度检测；VOCs在线实时检测；VOCs实时排放浓度的计算输出。该申请案中采用了色谱分析仪，虽然能够对工业排放的VOCs浓度进行实时在线监测，但是无法准确有效测量低浓度VOC的厂界大气环境中的VOC成分，尤其是其中苯系物的成分。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术中厂界VOC在线监测系统设备成本高的问题，本技术提供厂界VOC在线监测系统，通过对气路的改进，将厂界中采集的样气一路直接用色谱分析仪进行甲烷与总烃的监测分析，另一路通入富集装置中富集后输入色谱分析仪中进行苯系物的监测分析，达到低成本高准确性进行厂界VOC在线监测分析的效果。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种厂界VOC在线监测系统，包括：大气采样总管，其用于采集大气厂界中的样气；色谱分析仪，其与大气采样总管连通，用于分析监测样气中的VOC成分；富集装置，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置上设有采集进口与富集气体出口，所述采集进口与大气采样总管连通，所述富集气体出口与色谱分析仪连通；气源单元，其包括氢气发生器、氮气发生器和零气发生器，分别向色谱分析仪传输氢气、氮气和零气，向富集装置传输氮气。本方案对厂界VOC在线监测系统的气路进行了改进，将现有的富集装置接入了监测系统，当大气采样总管采集样气后，样气一路直接进入到色谱分析仪中，在色谱分析仪中对其中的甲烷和总烃含量进行直接监测分析，样气另一路进入到富集装置中，在富集装置中将苯系物吸附后不断富集，使苯系物的浓度提高到设定的倍数，然后传输至色谱分析仪中，色谱分析仪对富集后的高浓度苯系物富集气体可进行有效的监测分析，根据富集装置中设定的参数最终测算出厂界大气中VOC苯系物的含量。进一步地，所述色谱分析仪通过相互连通的样气传输管路和A路支管与大气采样总管连通；所述富集装置通过相互连通的样气传输管路和B路支管与大气采样总管连通；所述A路支管上设有抽气泵。本方案中，样气传输管路一端与大气采样总管连通，另一端设有三通阀，三通阀的三个支路分别与样气传输管路、A路支管和B路支管连通，抽气泵设于A路支管上，为样气进入色谱分析仪提供动力，富集装置中内置抽气泵。进一步地，所述样气传输管路上设有一级过滤器、二级过滤器和电磁阀一，所述一级过滤器和二级过滤器沿样气传输方向依次设置，二级过滤器过滤精度大于一级过滤器。本方案中电磁阀一处于常开状态，色谱分析仪和富集装置在工作过程中，样气中的颗粒物均会对其使用造成影响，因此要对样气进行充分过滤，本方案设有两个过滤器对输入的样气进行二次过滤，其中一级过滤器为不锈钢过滤器，对样气进行初步过滤，过滤精度为3～4微米，二级过滤器为膜式过滤器，过滤精度为1～2微米，通过两次过滤，后续输入的样气中颗粒物的含量大大减小，进一步降低了本系统设备的故障率，延长了监测分析准确性及有效使用寿命。进一步地，所述样气传输管路上还设有汽水分离器，其设于一级过滤器与大气采样总管之间。本方案在一级过滤器与大气采样总管之间的样气传输管路上设有汽水分离器，汽水分离器是现有的装置，可以有效对样气中的湿气进行减少，避免湿气影响两个颗粒物过滤器的过滤及后续湿气对色谱分析仪和富集装置的影响，提高了设备监测分析的准确性，降低了设备故障率。进一步地，所述大气采样总管包括：采样上管，其设于室外，样气从采样上管顶部开口进入；采样下管，其设于室内，顶部与采样上管底部连通，样气传输管路与采样下管一侧连通；防尘防水帽，其设于采样上管顶部开口上方，防止雨水及大颗粒物进入采样上管；引风机，其一端与采样下管底部连通，另一端与室外连通，将样气从大气采样总管内抽向室外。本方案的采样上管采用聚四氟乙烯管，具有一定的保温与防吸附功能，采样下管与采样上管连通并延伸至站房内部，设有防尘防水帽对采集的样气进行初步过滤，防止大颗粒物与雨水进入，通过引风机提供稳定的负压，是大气采样总管持续的从厂界大气中采集样气。进一步地，还包括加热保温装置，其设于采样下管外壁，所述加热保温装置由加热丝和保温棉依次包裹在采样下管外壁构成。采样下管外壁先包裹一层加热丝，再包裹一层保温棉，通过加热保温装置，对进入到采样下管的样气进行加热保温操作，保证管内样气温度高于室外温度十度左右，降低样气露点，防止样气在管中结露从而吸附待测成分影响到监测分析结果的准确性。进一步地，还包括安全旁路，其一端与抽气泵连通，另一端与室外连通，所述安全旁路上设有针阀。本方案设有安全旁路，当色谱分析仪故障堵塞后，A路支管管内压力持续升高，当管内压力升高到一定值后，控制针阀开启，及时对管内进行泄压，防止抽气泵损坏，降低本系统的故障率，减小维修成本，提高有效使用寿命。进一步地，所述富集装置与色谱分析仪通过富集气体传输管路连通，所述富集气体传输管路外壁包裹有保温棉。经富集装置富集后的气体温度过低时容易结露，从而影响色谱分析仪的监测分析结果，因此，本方案在富集气体传输管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厂界VOC在线监测系统，其特征在于，包括：/n大气采样总管(1)，其用于采集大气厂界中的样气；/n色谱分析仪(2)，其与大气采样总管(1)连通，用于分析监测样气中的VOC成分；/n富集装置(3)，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置(3)上设有采集进口(30)与富集气体出口(32)，所述采集进口(30)与大气采样总管(1)连通，所述富集气体出口(32)与色谱分析仪(2)连通；/n气源单元，其包括氢气发生器(4)、氮气发生器(5)和零气发生器(6)，分别向色谱分析仪(2)传输氢气、氮气和零气，向富集装置(3)传输氮气。/n

【技术特征摘要】
1.一种厂界VOC在线监测系统，其特征在于，包括：
大气采样总管(1)，其用于采集大气厂界中的样气；
色谱分析仪(2)，其与大气采样总管(1)连通，用于分析监测样气中的VOC成分；
富集装置(3)，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置(3)上设有采集进口(30)与富集气体出口(32)，所述采集进口(30)与大气采样总管(1)连通，所述富集气体出口(32)与色谱分析仪(2)连通；
气源单元，其包括氢气发生器(4)、氮气发生器(5)和零气发生器(6)，分别向色谱分析仪(2)传输氢气、氮气和零气，向富集装置(3)传输氮气。


2.根据权利要求1所述的一种厂界VOC在线监测系统，其特征在于：
所述色谱分析仪(2)通过相互连通的样气传输管路(100)和A路支管(102)与大气采样总管(1)连通；
所述富集装置(3)通过相互连通的样气传输管路(100)和B路支管(101)与大气采样总管(1)连通；
所述A路支管(102)上设有抽气泵(204)。


3.根据权利要求2所述的一种厂界VOC在线监测系统，其特征在于：所述样气传输管路(100)上设有一级过滤器(201)、二级过滤器(203)和电磁阀一(202)，所述一级过滤器(201)和二级过滤器(203)沿样气传输方向依次设置，二级过滤器(203)过滤精度大于一级过滤器(201)。


4.根据权利要求3所述的一种厂界VOC在线监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慎，储岳喜，储岳海，刘泽明，朱传亮，王智慧，
申请(专利权)人：马鞍山市桓泰环保设备有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34